數(shù)字城市三維建模方法及三維可視化技術探討

發(fā)布日期：2018-12-18 00:00 瀏覽量：11470

在城市自身的發(fā)展中，將數(shù)字與其進行有效結(jié)合，能夠推動數(shù)字城市以及地理信息系統(tǒng)的有效建設和實施。數(shù)字城市的建設已經(jīng)能夠為各個行業(yè)領域提供非常權威、唯一、有效的空間信息平臺，促使城市各個部門之間能夠形成良好的互通和相互協(xié)作的能力和狀態(tài)。在實際操作過程中，利用地理信息在政府宏觀決策、應急管理以及社會公益服務等各個方面起到良好的作用，在保證提高人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量和水平的基礎上，能夠推動社會經(jīng)濟的整體發(fā)展，為數(shù)字城市未來的發(fā)展打下良好的基礎。

　　一、數(shù)字城市三維建模方法分析

1.地形的三維建模方法分析。

數(shù)字城市在其自身的構(gòu)建以及發(fā)展過程中，地形可以說是其中非常重要的部分，也是基礎部分，同時也是三維實體空間構(gòu)建的基礎。在實際操作過程中，其自身主要是將衛(wèi)星遙感技術獲取到的影像，通過一系列的修整以及調(diào)整之后，得出的正射影像來對數(shù)字高程模型的構(gòu)建起到一定的輔助性作用。

DEM主要是以數(shù)字化的形式來將地面表面形態(tài)進行充分的展示，能夠?qū)⑿畔①Y料進行詳細的分析，并且對地理位置的核心部分進行探究。DEM自身的數(shù)據(jù)在獲取可以分為三種形式。

首先，可以利用野外測量儀或者是其他的一些設備，對野外一些復雜地區(qū)進行實地考查和測量分析，這樣獲取到的數(shù)據(jù)具有一定的真實性和有效性。但這種方法不適合一些大范圍的數(shù)據(jù)獲取。

其次，將地形圖數(shù)字化處理，也就是將地形圖進行科學合理的掃描之后，利用相關軟件對圖象進行一定的矢量化。這樣一來，在將地形自身的特征添加進去之后，能夠直接得出DEM數(shù)據(jù)，這種方法在實踐當中能夠快速有效，并且保證數(shù)據(jù)的真實性。

最后一種就是全數(shù)字攝影測量方法，在實際操作過程中，主要是將衛(wèi)星遙感影像作為基礎，利用這種方法來獲取到所需要的數(shù)據(jù)，與此同時，需要借助一些專業(yè)的儀器設備才能夠保證數(shù)據(jù)自身的穩(wěn)定性和有效性。

2. 地物的三維建模方法分析。

當前，建筑物在進行三維建模的過程中，主要的方法分為以下幾種：

首先，在二維GIS的建模方法基礎上，也就是將二維城市自身的GIS數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成為三維的方式，這種方法在實踐當中，不僅省時、省力，而且還能夠節(jié)省經(jīng)費的投入。但是，二維GIS數(shù)據(jù)在實際操作過程中，其自身缺少三維狀態(tài)，所以建模過程中，要將三維信息一并地融入其中，所以在利用這種方法進行操作的時候，一般來說，都會與DEM之間形成良好的合作狀態(tài)，這樣才能夠從根本上彌補三維建模過程中所需要的信息數(shù)據(jù)。

其次，在CAD建模方法的基礎上，通過一些建模軟件，比如3Dmax等等，與實際情況進行有效結(jié)合之后構(gòu)建相對應的三維CAD模型，其中一個或者是利用多個多邊模型就能夠相互之間形成一個三維CAD模型。

最后是在遙感影像建模的基礎上，也就是在實際操作過程中，利用立體得到的影像數(shù)據(jù)以及數(shù)字攝影測量技術，將這兩個技術作為基礎的保障，之后根據(jù)影像當中所得出的第五坐標來對其進行數(shù)字模型的構(gòu)建。

二、三維可視化技術探討

1. 三維可視化技術現(xiàn)狀分析。

三維可視化技術在當前現(xiàn)代化社會的發(fā)展過程中，已經(jīng)被廣泛地應用到各個行業(yè)領域當中，并且在實踐當中取得了一定的效果。而三維可視化技術的出現(xiàn)以及應用，不僅是為我國自身帶來了非常多的便利條件，同時也為世界帶來了很多的可能性，這種技術的廣泛應用，在一定程度上促使了整個社會的發(fā)展。

比如對于數(shù)字城市三維來說，要實現(xiàn)城市三維的可視化，城市實體三維建模是其中非常重要的環(huán)節(jié)之一，也可以說是基礎部分，而在實際操作過程中，對于一些城市實體的分析和表達更是其中不可避免的環(huán)節(jié)和內(nèi)容。從當前的形勢可以看出，三維可視化技術大多數(shù)都是以三維軟件的形式來進行表達和展示的，三維軟件包括一些建模軟件、平臺軟件或者是在實踐當中的應用軟件等等。

2. 可視化應用系統(tǒng)的框架研究。

城市三維可視化主要是通過對三維地形或者實物的實際構(gòu)成進行情況詳細分析和研究，之后利用計算機圖形學或者是其自身的圖象處理技術，將城市的實體以一種三維圖形模擬的形式呈現(xiàn)在大眾的面前。在實際操作過程中，要保證地理要素的直觀性和真實性，將空間數(shù)據(jù)盡可能地可視化處理，這樣一來，三維空間數(shù)據(jù)就能夠很有效地為三維可視化的實現(xiàn)打下良好的基礎。三維可視化應用系統(tǒng)的框架在實際構(gòu)建過程中，主要是利用數(shù)據(jù)的提取以及其自身相對應的處理模塊來相互組合而成，在這其中還包括三維景觀生成模塊以及三維景觀瀏覽模塊等。

數(shù)據(jù)的提取與相對應的處理，主要是指在實際操作過程中，將已經(jīng)獲取到DEM、正射影響以及矢量線全部都引入到三維地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)實際情況，構(gòu)建出相對應的三維模型。與此同時，可以結(jié)合實際情況，將相關的數(shù)據(jù)輸入，并且建立起相對應的屬性數(shù)據(jù)庫，這樣能夠促使建筑物自身的模型構(gòu)建得更加順利。

三、數(shù)字城市三維可視化實施過程中所涉及的技術分析

1. 模型層次細節(jié)。

模型層次細節(jié)主要是指在實際操作過程中，物體與視點之間的距離，通過相互之間的遠近距離來對模型精細的程度進行分析和確定。在實際操作虛仿真的過程中，數(shù)據(jù)量非常的龐大，所以一定要采取有效的措施對其進行科學合理的實時性處理，精細程度能夠在一定程度上直接決定數(shù)據(jù)的處理速度。所以，在這種形勢下，精度的選擇就顯得更加的重要，因此，最好的方式方法就是進行分層，不同的層次模型利用不同的精細程度來進行劃分。這樣在實際操作過程中，即使交錯出現(xiàn)也不會導致數(shù)據(jù)自身承受很大的壓力，并且還能夠真正地達到預期的效果。

2. 模型分塊。

模型分塊主要是指在實際操作過程中，根據(jù)模型所在空間位置的不同，將其劃分成為不同的區(qū)域，這樣在對數(shù)據(jù)進行實際處理的過程中，能夠?qū)⒛Ｐ妥陨淼母鱾€模塊特點和優(yōu)勢特征充分地發(fā)揮出來。在實際操作過程中，如果模型自身的空間范圍呈現(xiàn)出比較大的狀態(tài)時，可以直接利用模型分塊技術，這樣一來，不僅能夠從根本上節(jié)省系統(tǒng)自身的資源投入，而且還能夠?qū)①Y源最大化地利用。與此同時，可以將資源與模塊層次化進行有效的結(jié)合，這樣不僅能夠促使數(shù)據(jù)量被科學合理地控制，而且還能夠提升在實踐當中對數(shù)據(jù)的整體處理速度，從而使得演示更加流暢和生動具體。

四、結(jié)束語

綜上所述，在實際操作過程中，為了將數(shù)字城市全面地推進，在實施過程中，要逐漸打破傳統(tǒng)方式方法的局限性，利用三維立體的方法來進行模型的構(gòu)建，這樣不僅能夠?qū)?shù)字城市以一種全新的面貌呈現(xiàn)出來，而且還能夠從根本上推動整體城市經(jīng)濟的發(fā)展?？梢暬鳛橐环N動態(tài)性比較強的技術，讓數(shù)字城市逐漸成為現(xiàn)實，在實際操作過程中，將其科學合理地應用其中，不僅能夠促使城市的規(guī)劃、管理以及建設更加先進和方便，而且還能夠促使理論與實踐的有效結(jié)合，為數(shù)字城市化的推進和發(fā)展起到真正有效的推動作用。