数字城市三维制作简介

三维城市建模的测绘技术方法三维城市建模是一种基于测绘技术的方法，用于将城市的实际地理信息转化为数字模型。

它使用激光扫描和摄影测量等技术手段，通过对城市环境进行高精度的数据采集与处理，实现对城市地貌、建筑物及其他景观要素的准确建模和可视化呈现。

三维城市建模广泛应用于城市规划、城市设计、建筑工程等领域，为城市发展和管理提供了重要的支持。

一、激光扫描技术在三维城市建模中的应用激光扫描技术是一种通过激光束扫描地面和建筑物来获取地理信息的测量手段。

它具有高精度、高效率和非接触等优点，已成为三维城市建模中最常用的技术之一。

激光扫描通过大量的激光点云数据来描述城市环境，可以获取建筑物的外形、纹理、高度等信息，为准确重建城市模型提供了基础数据源。

激光扫描技术主要包括激光雷达和激光扫描仪两种形式。

其中，激光雷达是通过激光束的反射来测量目标物体的距离和位置，常用于城市地貌的采集与建模。

而激光扫描仪则是通过扫描激光束的方式获取物体的三维坐标信息，被广泛应用于建筑物的高精度建模。

激光扫描技术在三维城市建模中的应用，不仅能够准确地捕捉城市环境的细节特征，还能够实现对遥远或不可接触区域的信息获取，提高了建模的精度和效率。

二、摄影测量技术在三维城市建模中的应用摄影测量技术是一种通过航空或航天平台上的相机拍摄城市影像来获取地理信息的测量手段。

它以高空、大范围的影像为基础数据，通过几何摄影测量原理，重建地物的三维空间几何关系，并生成数字模型。

摄影测量技术在三维城市建模中的应用较为广泛，尤其适用于大范围区域的建模和更新工作。

摄影测量技术主要包括航空摄影测量和遥感影像测量两种形式。

其中，航空摄影测量是通过航空平台上的相机进行空中拍摄，通常结合GPS和惯导等导航技术来获取影像和航摄参数，以获得准确的立体重建结果。

而遥感影像测量则是通过卫星、无人机等平台获取地面影像，并利用影像匹配等算法进行三维测量和建模。

摄影测量技术通过对城市影像的处理和分析，可以实现对建筑物、道路等城市要素的快速提取和精确重建，为城市规划和设计等工作提供了有力的工具。

三维城市建模技术城市是现代文明的中心，迅速加快城市化进程已经使城市的可持续发展显得至关重要，城市空间的管理已经不满足现在分散、单一的模式，需要对城市空间范围内的地上和地下信息进行综合管理，通过建设城市区域三维地理信息系统，对城市的空间信息进行综合管理和服务，才能够满足当前城市快速发展所面临的应用需要。

城市区域三维GIS是一个涵盖地表、地上、地下等多维空间信息的三维地理信息系统，在城市区域三维GIS的支持下，我们可以在一个统一的时空框架下对城市地表以上、地球表面及地下进行整体的真3D可视化表达、管理、更新、查询、分析与操纵。

由此可见，城市区域三维GIS的实质是真三维GIS技术在城市工作中的应用，是综合使用三维GIS技术、遥感技术、空间数据库技术、三维可视化技术及计算机网络技术，实现对城市地物、地表、地质及其相关数据的有效存储、管理可视化再现与网络化服务。

三维城市模型，建立真实与虚拟世界间的桥梁，在历史演变中，传统制图技术运用于地图测绘以展现土地利用的状态，二维平面资料难充分发挥地图的功能，但对于三度空间世界的描述仍然不足，随着科技的发展，测绘技术演变至三维，通过新的测量技术可获取真实世界中各物体精确的几何资讯，包含位置、形状与大小等，进而建立三维虚拟城市模型，再者，数字化的三维虚拟世界，充满无限的可能，例如不受物理的限制随意于空间中各个位置与角度观察周边的环境，这些视觉上的经验难以在现实生活中得到，因此，虚拟的三维数字城市是忠实呈现真实世界重要的途径之一。

在专业应用上，由于三维数字城市为真实世界的缩影，故可用于决策支援，比如区域规划、都市更新、灾害防治等等。

数字形式表示地理空间成为热点,数字省市、数字城镇已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略,成为争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。

在构建数字城市的过程中,城市三维景观建模是一个重要的组成部分,是摄影测量与遥感、地理信息系统及计算机科学等学科的研究内容之一。

测绘技术三维城市建模技术解析随着城市化进程的不断推进，人们对城市空间的需求也日益增长。

而测绘技术在城市规划与管理中扮演着重要的角色。

在过去，传统的测绘技术仅能够提供二维的地理信息，难以满足城市空间管理的需求。

然而，随着科技的进步和创新，三维城市建模技术应运而生。

一、三维城市建模技术的定义与发展三维城市建模技术是指利用测绘技术和计算机生成的模型，实现对城市空间的精确建模和模拟。

这项技术可以将现有的地理数据与建筑物、道路、地形等要素结合起来，形成真实且可交互的城市模型。

在过去的几十年中，三维城市建模技术得到了迅速发展。

起初，人们使用航空摄影和卫星遥感技术获取地理信息，并通过计算机进行数据的处理和分析。

然而，由于数据量大、处理速度慢以及计算机性能的限制，这种方法无法满足实时建模和模拟的需求。

如今，随着激光雷达、摄像头和无人机等先进设备的应用，以及计算机硬件和软件的飞速发展，三维城市建模技术取得了长足进步。

现在，测绘技术可以通过激光遥感技术获取高精度的地形和建筑物数据，将其与卫星影像进行融合，形成更加真实的三维城市模型。

二、三维城市建模技术的应用领域三维城市建模技术在城市规划和管理中具有广泛的应用。

首先，它可以帮助城市规划师和建筑设计师进行规划和设计。

通过建立真实的三维城市模型，他们可以更好地预测建筑物的阴影、交通流量、可视性等因素，从而优化城市的布局和发展方向。

其次，三维城市建模技术在建筑物的施工和维护过程中起到了重要的作用。

施工人员可以利用三维模型进行场地布置和物流规划，提高工作效率；维护人员可以通过模型精确定位建筑物的问题并进行修复。

此外，三维城市建模技术还在城市安全和应急管理方面发挥了关键作用。

基于真实的城市模型，应急管理部门可以进行模拟演练，提前规划和预防意外事件的发生。

三、三维城市建模技术的挑战和未来发展尽管三维城市建模技术取得了长足的发展，但仍然面临着一些挑战和问题。

首先，获取数据的成本较高。

3ds max 是一个功能强大的，面向对象的三维建模、动画和渲染程序。

对于本次培训，我们的主要任务是：在城市建筑平面测量图的基础上，运用3ds max 建立3维城市建筑模型。

分成3个步骤：一、平面建筑模型处理；二、根据建筑高度建立3维建筑模型；三、对3维建筑模型贴图，使模型显得真实。

将重点放在三维建模上，利用3ds max 强大的建模功能，为GIS 建立需要的模型。

1. 平面建筑模型处理由平面模型通过高度拉伸建立立体模型，要求平面模型是一个封闭的、无毛刺的多边形模型。

通过实际测绘得到的平面模型由于精度的影响可能出现“未封闭”、“ 有毛刺”两种缺陷（如图1.1所示），对于连体建筑图形，需要取出整个建筑的外轮廓多边形。

这两种缺陷的存在会影响到后续的3维模型建立，必须在建立3维模型前加以消除。

实际建筑平面图一般由测绘单位通过实地测量得到。

以全站仪、GPS 和Cass 软件为代表的数字测绘技术是目前实际测绘工作中使用的主流技术，得到的建筑平面图一般是AutoCAD 图形文件格式(即dwg 格式)。

运用AutoCAD 软件可以方便地打开常用的建筑平面图，同时运用AutoCAD 可以方便地消除平面建筑图中的缺陷。

涉及到的AutoCAD 工具是“延伸”和“修剪”。

1. 延伸（Extend ）命令功能Extend 命令用于将对象的一个端点或两个端点延伸到另一个对象上。

可延伸的对象包括：直线、圆弧、椭圆弧、开放的二维和三维多段线和射线，可作为延伸边界的对象包括直线、圆弧、椭圆弧、圆、椭圆、二维和三维多段线、射线、参照线、面域、样条曲线、字符串或浮动视口。

2. 延伸调用方法AutoCAD 提供了三种等价的调用方法：（1）在命令行输入Extend 命令（如图1.2所示）。

（2）在菜单栏选择：修改→延伸（如图1.3所示）。

（3）在“修改”工具栏中（如图1.4所示）选择“延伸”命令图标。

未封闭 图 1.1 两种可能存在的缺有毛刺取轮廓输入命令 图1.2 在命令行输入“extend ”命令图1.4 从“修改”工具栏中调用“延伸”命令图1.3 在菜单栏选择 “延伸”命令3、延伸操作方法在执行“延伸”命令时，首先用鼠标选择基准边，按E n t e r 键结束选择，被选择的基准边以虚线形式显示；然后用鼠标，选择一个或多个要延伸至基准边界的对象后按E n t e r 键结束命令。

三维数字城市建设技术与应用数字城市是一种基于信息技术与物联网的城市运营方式。

它将城市的各个要素，如行政管理、基础设施、公共服务、商业经营、社区生活等等，通过大数据和云计算技术融合起来，形成一个智能化的城市运行系统。

在这个数字城市系统里，各种数据可以被快速收集、存储、处理和分析，城市的规划、建设、管理和运营也可以被更加精准和高效地实现。

而在数字城市建设的过程中，三维技术将会扮演越来越重要的角色。

三维数字城市建设技术是指将城市的各种数据、信息、设施和建筑物等要素进行三维数字化处理，形成一个立体化的城市模型。

这个城市模型可以作为城市规划、建设和运营的基础数据，为城市的管理者、决策者、企业和市民提供更加直观、准确、全面、实时的城市信息服务。

三维数字城市建设技术应用广泛，它可以用于城市规划、土地管理、建筑设计、公共安全、旅游推广、文化传承、交通管理、环境保护等方面。

在城市规划方面，三维数字城市模型可以为城市规划师提供一个可视化的工具，使他们能够更加清晰地了解城市的现状和未来发展潜力。

城市规划师可以通过三维数字城市模型进行城市的各种规划分析，如交通流量分析、人口密度分析、建筑物高度分析等等。

这些数据可以帮助规划师更加准确地选择城市建设方向，优化城市布局，提高城市的空间利用效率。

在土地管理方面，三维数字城市模型可以方便城市管理部门实施土地管理。

通过三维数字化处理，城市各个地块的详细信息可一目了然，如土地面积、地形地貌、地下设施分布等等，这样可以帮助土地管理部门实施土地利用规划、土地征收和土地转让等工作。

在建筑设计方面，三维数字城市模型可以帮助建筑师更加准确、高效地进行建筑设计。

建筑师可以在三维数字城市模型中查看周边环境、交通流动状况、采光情况等，以更好地把握建筑设计的各种要素，进而提高建筑设计的质量和效率。

在公共安全方面，三维数字城市模型可以为城市安保部门提供一个全面、实时、准确地公共安全监测系统。

安保部门可以通过三维数字城市模型进行城市事件的发现、预测、应急和管理。

三维数字城市建模精度与制作标准研究城市是区域经济、政治和文化中心，是现代产业高度集聚的地区和国民¾-济持续发展的载体，创造和集聚着国家巨大的物质财富，在我国¾-济社会发展中起着主导和带动作用。

“数字城市”是物质城市以二进制形式在计算机中的再现和反映，是以信息技术（尤其是地理信息技术）为核心、以网络技术为支撑的城市信息管理与服务体系，“数字城市”的建设任务就是利用现代高科技手段，充分收集、整合、挖掘城市各种信息资源，建立面向政府、企业、社区的信息平台、应用系统以及政策法规保障体系。

本文结合项目实际，探讨了三维数字城市工程建设中的模型建造的精度和标准问题。

三维城市模型（3DCM）是对真实城市的三维数字化表现，它突破传统平面地图的限制，通过对地形、地物的数字化三维模拟，提供给使用者一个与真实生活环境类似的虚拟城市环境，通过对三维虚拟城市的数字化管理，可为城市规划、建设与运营提供可持续发展的信息化服务，从而提高城市空间信息共享和利用水平，提升城市整体信息化管理水平。

当前，三维“数字城市”的研究与实践已¾-十分广泛，武汉市三维数字地图旨在搭建武汉市三维数字模型数据库，并建立三维数据的更新与维护机制，在此基础上，建成服务于城市规划设计与审批、城市建设和运营管理的空间信息平台。

一、三维城市模型制作精度三维城市模型是建设三维数字城市的基础和载体。

三维模型的制作精度直接影响可视化表现效果，模型制作越精细，场景表现效果越逼真。

但是，高精度的三维空间数据不仅会严重影响系统速度，同时也增加了模型建造成本，延缓了模型生产进度，因此，确定三维模型的制作精度，是项目初期就要考虑的问题。

三维模型的制作精度应满足软件系统的功能需求，因此，模型的建造应立足于应用；同时考虑到后期功能扩充和技术发展趋势，还应留有升级的余地。

综合考虑各种因素，武汉市三维数字地图项目的模型建设确立了以下原则：1、根据系统需求划分不同的LOD模型三维城市模型应分为多个级别进行建造，不同级别对应不同的简化程度和不同的应用领域。

三维数字城市 VGE_3DCity虚拟现实（Virtual Reality, VR）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，是一种先进的人机交互技术。

它可以将规划和建筑设计中的概念和想法通过计算机构造的三维的、逼真的“虚拟环境”真实地表现出来，让使用者沉浸其中，并可以在虚拟环境中随意走动，感受虚拟环境带来的体验和撞击，使用户有强烈的参与感与沉浸感。

可以说，虚拟现实技术架起了现实和未来之间的桥梁。

城市规划在城市化过程扮演了极其重要的角色，但由于城市规划的关联性和前瞻性要求较高，因此它一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一，然而，用传统手段，如平面图、效果图、沙盘乃至三维动画、三维全景等技术所无法达到的，VR 技术能为城市规划研究提供表现和辅助手段，让设计人员和决策者可以在宏观层面把握城市空间形态的要点和亮点，体现出城市特色。

VGE_3DCity 系统能使城市地理、资源、环境、生态、经济等复杂系统实现可视化、虚拟化，从而使城市规划具有更高效率。

使用更丰富的表现手法、更多的信息量，提高城市建设的时效性、城市管理的有效性，促进城市的可持续发展。

基本功能支持400 公顷面积细致场景，支持百万级三角形渲染，可以在普通PC 机上实现大场景虚拟漫游、支持场景特效包括光照，雾，雨，雪等特效，效果逼真。

支持快速的生成三维场景数据，只需要一般美工，就可以建立具有真实感的三维场景模型。

支持交互查询方式，在漫游过程中查询所见物体之属性信息，也可以从数据库中查询到场景中的物体。

系统对运行环境要求低，使用windows 2000/xp 操作系统的普通微机或图形工作站即可流畅运行。

应用范围城市规划：运用虚拟现实技术将规划方案真实、客观的呈现出来、可以使政府规划部门、项目开发商和各行业专家从任意角度、实时互动真实的看到规划效果，获得前所未有的直观感受，在方案评估、审批、公示、决策等方面发挥巨大的作用。

交通导航：能对较为复杂的区域，例如立交桥，复杂的街区进行三维全景模拟，给司机以绝对真实的场景冲击，以便指导司机正确的行车驾驶。

面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析随着社会的发展和科技的进步，智慧城市建设成为了现代城市建设的重要方向。

面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析，对于智慧城市的规划、设计和建设具有重要的意义。

本文将从三维建模的概念和发展、关键技术研究和应用分析等方面进行探讨。

一、三维建模的概念和发展三维建模是指通过计算机技术将现实世界的物体、场景模拟成为三维模型的过程。

三维建模技术可分为建模软件、建模数据和建模方法与算法三部分。

传统的建模技术主要包括手工建模和参数化建模，而随着计算机技术的发展，基于大数据的自动建模、深度学习等新技术也得到了广泛应用。

三维建模技术的发展经历了从二维平面建模到三维实体建模的过程，现在已经发展成为了一个比较成熟的技术领域。

随着虚拟现实、增强现实等技术的不断发展，三维建模技术在建筑设计、城市规划、数字娱乐等领域得到了广泛应用。

二、面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究1. 高精度地理信息数据采集技术在智慧城市建设中，要实现对城市空间信息的精准获取和高效利用，就需要依托于高精度地理信息数据采集技术。

目前，常见的地理信息数据采集技术包括激光雷达扫描技术、立体摄影技术等。

这些技术可以实现对城市空间信息的高精度采集，并能够为后续的三维建模提供可靠的数据基础。

2. 三维建模算法及模型管理技术在三维建模领域，建模算法及模型管理技术是关键的核心技术之一。

目前，在三维建模领域涌现了一系列创新性算法和技术，如基于点云数据的三维重建算法、虚拟现实技术、模型压缩与优化技术等，这些技术的研究与应用将进一步提升三维建模的精度和效率。

3. 三维可视化技术在智慧城市建设中，三维可视化技术能够将三维建模的结果以逼真的形式展现出来，使得人们能够更直观、更真实地感受到城市空间的变化。

针对大规模城市场景的三维可视化技术研究和应用，是当前三维建模技术领域的一个热点方向。

三、面向智慧城市建设的三维建模应用分析1. 智慧城市规划设计通过三维建模技术，可以对城市的规划设计进行全方位的展示和演示，包括建筑布局、交通设计、城市景观等。

城市三维建模技术方案引言城市三维建模技术是指利用计算机技术和空间信息技术对城市进行三维模拟和可视化。

通过对城市的建筑、道路、地形等要素进行高精度的建模，可以帮助城市规划者和决策者更好地理解城市结构、发展趋势以及影响因素，从而为城市规划和管理提供科学依据。

本文将介绍一种城市三维建模技术方案，包括数据采集、建模方法、可视化与应用等内容。

数据采集城市三维建模的第一步是数据采集，主要包括地理数据和图像数据的获取。

地理数据获取地理数据获取可以通过多种方式实现，常用的方法有激光雷达扫描、航空摄影以及卫星遥感。

激光雷达扫描可以高精度地获取地面和建筑物的三维坐标信息，但成本较高；航空摄影可以通过航拍获取大面积地理数据，但分辨率较低；卫星遥感可以获取全球范围的地理数据，但分辨率较差。

根据不同的需求和预算，可以选择合适的方法进行地理数据采集。

图像数据获取图像数据获取一般采用无人机进行航拍，通过高分辨率的航拍图像可以获取城市建筑物的外观信息。

无人机具有灵活性高、成本较低等优势，可以方便快速地获取图像数据。

建模方法在数据采集完成后，需要对获取的数据进行处理和建模，以生成城市的三维模型。

地理数据处理地理数据处理主要包括数据预处理、数据配准和数据融合等环节。

数据预处理包括去除噪声、修复缺失信息等操作；数据配准是将不同数据源的地理数据进行匹配，保证数据的一致性；数据融合是将不同的地理数据进行融合，得到一幅全面准确的地理模型。

图像数据处理图像数据处理是将航拍图像进行处理，提取出建筑物的轮廓和纹理信息。

常用的方法包括图像分割、特征提取、纹理映射等。

建模算法建模算法是将处理后的地理数据和图像数据进行融合，生成三维模型的核心环节。

常用的建模算法有多视几何算法、立体视觉算法、三角测量等。

根据不同的建模需求，可以选择适合的算法进行建模。

可视化与应用通过城市三维建模技术生成的三维模型，可以进行可视化展示和应用。

可视化展示利用三维建模技术，可以将城市的三维模型以虚拟现实的方式进行展示，使得观察者能够沉浸其中，更好地理解城市的结构和特征。