基于CityEngine的二三维联动三维地籍建模
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CityEngine使用GIS模板创建三维数字城市(三)从前一篇教程我们可以知道,CityEngine最大的优势在于直接使用GIS数据来快速创建虚拟城市。
另外,还提供了强大三维设计能力,对于城市规划设计起到了积极作用。
下面利用费城数据,以地块的规划和设计为例讲述CityEngine基于规则建模的过程。
模板中使用的数据是虚拟城市模板的一部分。
1 、加载数字城市场景这是案例准备了3个场景,在上面的描述中已经讲解了如何使用GIS数据和规则创建前两个场景。
双击“Philadelphia.02.as-built.cej”场景。
注:你可以双击“Philadelphia.03.redevelopment-scenario.cej”场景,查看最终设计结果2 、选择感兴趣区域我们的研究区域就是位于费城城中心的需要重新开发的地块,首先选择区域(按住鼠标左键,拖拽矩形区域)和裁剪区域(Edit ->Cut)。
3 、创建新的地块首先,我们需要在这个位置创建新的地块,共4个。
CityEngine就可以轻松的做到:1)选择相邻的街道;2)打开“Inspector”窗口;3)在“Block Parameters”标签下,设置“shapeCreation”为true;CityEngine会在这个区域创建的地块,但是现在我们看到的结果超过了4个,接下来需要简单的修改参数即可,比如最大、最小地块数。
1)选择这些地块;2)打开“Inspector”窗口;3)在“Block Parameters”标签下,修改“lotAreaMin”为3000,“lotAreaMax”为5000,“irregularity”为0。
4)如果你想让地块和地形很好的贴合,可以做如下操作:Layer->Align Terrain To Shapes准备工作已经完成,接下来开始设计。
4、使用规则建模接下来我们将对新建的地块应用规则,以生成满足规划要求的三维模型。
2018年第9期水利规划与设计科研与管理D O I:10. 3969/j.issn. 1672-2469. 2018. 09. 024基于C ityE ngine规则技术批量构建三维模型分析王媛媛(吉林省水利水电勘测设计研究院,吉林长春130012)摘要:基于C+y E n'n e软件的规则建模技术,通过编写规则文件,可以快速地、自动地创建出场景内的大量三维模型。
从批量构建三维模型的角度详细描述了从数据收集、处理、创建规则、应用规则建模整个流程。
关键词!G IS;C ityE n'n e;三维建模中图分类号:TV221. 1文献标识码:A随着G I S技术和计算机软、硬件技术的快速发 展和推广,二维G I S应用已经不能满足目前很多方 面的应用需求。
二维G I S只能提供给用户平面的信 息,而现实世界中,客观事物总是存在于三维空间 的[1],对于三维空间中客观事物,用户只能通过想 象或者工作经验来推断。
与二维G I S相比,三维 G I S通过构建三维模型场景给用户表现更真实的地 理空间[2]。
目前进行三维建模的作业流程是对场景 模型进行逐一建模,业界通常使用的软件有3D M a p S k e t c h U p等软件[3]。
优点是软件的用户群 体多、模型精确度较高;缺点是建模操作较繁琐、工作量大。
E S R I公司的C i t y E n g i n e软件最大的特点 就是程序通过定义一系列的规则来驱动和约束三维 场景的自动构建三维模型。
这种技术改变了传统建 模的方式,大大减少了重复性劳动和人力的投人。
1技术路线三维场景一般包含三维地形、影像、三维建筑 物、道路、水系等要素。
这些三维数据一般都是由 二维的G I S数据经过三维技术处理获得的[4]。
三维 地形数据即D E M数据,有T I N和G n d两种格式;三维建筑物、道路和水系模型分别由二维的建筑 物、道路、水系数据图层添加D E M高程信息来获 取其三维数据进而创建三维模型。
1引言近年来,由于三维建模及VR技术能够实现对周围环境的极致逼近,会让使用者有一种身临其境的感觉,受到了广大群众的欢迎。
三维建模技术也随着市场的需求得到了快速发展。
三维建模技术是建立现实世界虚拟化三维场景的基础,它能够将对地理空间的表示从传统的二维表达方式转换为以三维立体的方式来展示,使之能够更加真实、形象地展示现实世界[1]。
目前,能够进行三维建模的相关技术和软件很多,如3DMax,SketchUp、Lumion等,这些软件的核心思想都是把现实研究对象拆分成若干的基本几何形体,然后对其进行基本模型的建立及组合处理,是一种静态的模型[2]。
本文介绍一种基于不同工作原理的建模工具:CityEngine,该建模软件主要是基于规则进行,通过对表示对象的拆解,组织其规则结构,然后编写规则文件,即可实现相应模型的创建,它的主要优势在于能够对规则文件的重复使用,并且通过对规则文件的简单修改,就可实现模型的更改,相对于3DMax等建模工具,它具备了动态、快速、批量建模的特点,为三维建模领域提供了一种新的思维与手段。
2CityEngine及CGA规则简介2.1CityEngine软件简介CityEngine是一款城市快速建模的软件,其主要思想是一种基于规则的“程序化”的建模手段,通过编写规则程序命令,即可实现相应的模型建立。
CityEngine广泛支持常见的三维模型数据格式,比如,OBJ,DAE,DXF,KML,3DS等,并且与ArcGIS等GIS平台无缝集成,具备地图投影功能,可以直接使用ArcGIS提供的二维GIS 数据,其成果也可以直接以MULTIPATCH的文件格式存储,可作为ArcGIS的直接数据源。
2.2CGA规则CGA(computer generated architecture)是一种基于语义的建模语言,它是整个CityEngine的核心部分[3]。
我们通过分析模型对象的组成结构,创建相应规则文件,就能够定义这种模型,并能够对多个对象赋予这些规则,从而实现模型的快速及批量创建。
信息科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald157DOI:10.16660/ki.1674-098X.2018.10.157基于CityEngine三维场景多尺度模型构建①黄任远 肖扬 刘海军 于洋(吉林建筑大学测绘与勘查工程学院 吉林长春 130118)摘 要:针对在不同比例尺下三维场景的显示,本文采用CityEngine建模软件展开了多尺度建筑建模的研究,介绍了CityEngine CGA规则下建模方法,深入分析了多尺度下建模规则,并进行了不同建模方法的对比实验,为后续开展建筑建模提供了一套可行、有力的建模思想以及实现途径。
关键词:CityEngine CGA 多尺度 规则 建模中图分类号:TP75 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2018)04(a)-0157-02近年来随着地理信息技术和计算机图像处理技术的飞速发展,三维建模手段层出不穷,空间信息的三维可视化显示逐成为热点问题之一。
由ESRI公司推出同样有出色建模功能的CityEngine具备通过编写规则代码的方式批量化生成模型的功能,并快速调用GIS中的属性数据[1],因此CityEngine的应用逐步成为三维建模的首选[2]。
本文利用CityEngine平台实现在不同比例尺下的规则化建模,为对规模较大,特征明显的地物、地貌的创建和显示提供了新的方法。
1 多尺度建模规则实现基于CGA语义建模迭代精炼设计的特性,开始创建细节表达相对较少适用于小比例尺三维场景的模型规则。
此规则的优势在于以很小的屏幕承载量以及占用很少RAM (random access memory随机存储器)的情形下,准确并以三维的方式逼真地表达出现实场景。
1.1 开始创建用于小比例尺三维场景的模型规则(1)导入建模所需要的二维GIS数据,将目标建筑分为四个部分:Height、Floor_Height、WallSide、WinSize。
第42卷第10期2019年10月测绘与空间地理信息GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGYVol.42ꎬNo.10Oct.ꎬ2019收稿日期:2018-10-08作者简介:万宝林(1978-)ꎬ男ꎬ湖北黄冈人ꎬ高级工程师ꎬ硕士ꎬ2004年毕业于武汉大学地图学与地理信息系统专业ꎬ主要从事测绘与国土资源信息化方面的工作ꎮ基于CityEngine的不动产登记三维应用与展望万宝林1ꎬ李㊀清2(1.广东省国土资源技术中心ꎬ广东广州5100752.北京瑞奥时代科技发展有限公司ꎬ北京100089)摘要:主要基于CityEngine工具ꎬ利用不动产登记成果中房屋的二维空间数据和楼盘表分层分户数据ꎬ按照三维模型制作规则ꎬ通过特定的转换方式ꎬ快速生成以户为最小单位的不动产单元三维模型ꎬ在此基础上实现不动产三维应用ꎮ关键词:不动产ꎻCityEngineꎻ三维模型中图分类号:P273㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-5867(2019)10-0199-02ApplicationandProspectofRealEstateRegistrationBasedonCityEngineWANBaolin1ꎬLIQing2(1.GuangdongProvincialLandandResourcesTechnologyCenterꎬGuangzhou510075ꎬChinaꎻ2.BeijingRuiaoTimesTechnologyDevelopmentCo.ꎬLtd.ꎬBeijing100089ꎬChina)Abstract:ThisarticleismainlybasedontheCityEnginetoolꎬusingthetwo-dimensionalspatialdataandrealestatetabledataofbuildingscontainedintherealestateregistrationresults.Inaccordancewithbuildingrulesbasedon3Dmodelsꎬthroughaspecificconversionmethodꎬquicklygenerate3DmodelofRealEstateunitwithhouseholdsasthesmallestunit.Realizedthree-dimensionalapplicationofrealestateonthisbasis.Keywords:realestateꎻCityEngineꎻ3Dmodel0㊀引㊀言2016年ꎬ国土资源部公布了«不动产登记暂行条例实施细则»ꎬ从此开始了不动产统一登记工作ꎮ全国各地大都是利用地理信息技术建立二维GIS登记平台ꎬ有效提高不动产行业对不动产现状和规划的技术管理水平ꎮ在实践中ꎬ二维GIS虽然有强大的分析功能ꎬ但对于城市多层建筑物的确权与管理不能进行直观的展示ꎬ因此ꎬ不动产三维应用必将需求广泛ꎬ成为研究的热点问题ꎮ1㊀现㊀状不动产的三维应用主要体现在三维地籍方面ꎬ国内学者对三维地籍管理的技术实现模式进行了大量的研究ꎮ郭仁忠等提出了基于面片结构的三维拓扑数据模型ꎬ并用于三维地籍的产权体构建和拓扑建立[1]ꎬ为实现三维产权体的管理提供技术方法ꎮ还有一些三维地籍数据模型的表达基于混合模式㊁几何代数㊁语义表达等[2-7]ꎬ进行了相关的实践ꎮ本文将基于不动产房屋幢基底和二维楼盘表数据ꎬ利用CityEngine工具模拟真实建筑物轮廓进行建模实践和登记应用ꎬ并总结与展望ꎮ2㊀总体思路不动产统一登记中关于房屋的成果数据构成了丘 幢 层 户 的空间层次ꎬ在该空间层次中ꎬ自然幢要素表示房屋的整体边界信息(包括自然幢的空间位置㊁空间范围和属性信息)ꎬ层和户要素描绘的是房屋最小单元(户室的空间结构和属性信息的载体)ꎮ在基于不动产统一登记成果数据构建房屋三维模型时ꎬ既要体现房屋三维模型的空间位置和结构ꎬ又要表现房屋周边的地形地貌等要素的空间关系ꎬ这就需要构造一种空间关系模型ꎮ不动产统一登记成果数据的行政区划要素㊁地籍区要素㊁地籍子区要素和宗地要素等对应于现实三维空间里的地表模型数据ꎬ宏观地展示房屋的空间位置和周边地形地貌ꎻ而不动产统一登记成果数据的自然幢要素㊁层要素和户要素对应于现实三维空间的楼(幢)㊁楼层㊁户室ꎬ是三维空间中建立房屋三维模型的基础数据ꎬ以微观的视角体现房屋内部的结构㊁权属关系和权属范围ꎮ从宏观到微观ꎬ可以基于不动产统一登记成果中的房屋二维矢量数据和二维楼盘表(即分层分户图)构建房屋内部的三维模型ꎬ这就是基于不动产统一登记成果数据构建房屋二三维一体化模型的总体思想ꎮ3㊀基于房屋二维矢量数据集构建三维模型基于二维矢量数据集ꎬ利用不动产建筑物规则几何形状㊁二维楼盘表和相应高度进行三维重建可以归纳为两种:一种是基于GIS平台ꎬ如ArcGIS或者Skyline等三维平台自动建模ꎻ另一种是通过第三方建模软件(如3DMax软件㊁SketchUP软件等)进行建模[8]ꎮArcGIS软件的CityEngine在三维地籍建模中有着明显的优势[9]ꎬ它提供了创建3D建筑物的工具ꎮ以City ̄Engine为例ꎬ实现流程如图1所示ꎮ首先导入房屋二维矢量数据ꎬ快速追踪房屋幢要素㊁层要素㊁户要素生成轮廓面ꎬ然后根据给定高度信息对轮廓面进行拉伸生成白模ꎬ最后可根据实际情况进行模型的贴图ꎮ不动产权籍三维模型应按户实现单体模型创建ꎬ并建库完成后充分支持分户查询㊁浏览和业务应用ꎮ图1㊀三维模型生产流程图Fig.1㊀3Dmodelproductionflowchart在实践过程中ꎬ我们从不动产登记空间数据库提取自然幢要素ꎬ通过对收集到的房产分层分户图进行处理使之转化成层/户要素ꎬ构建房屋数据集ꎬ存储自然幢要素㊁层要素和户要素ꎬ并与不动产登记属性数据库提取的自然幢㊁层和户等要素的属性ꎬ建立一一对应的关系ꎬ构建基底层和居民层每个不动产单元的二维矢量数据ꎬ处理好拓扑关系ꎮ在CityEngine中ꎬ依据规则ꎬ根据不动产分层分户信息对房屋二维数据集中的几何对象依次从基层开始建立三维模型ꎬ生成具有多层次结构的房屋三维白模ꎮ然后将三维白模按照突出房屋内部的结构㊁权属关系和权属范围的规则进行风格和纹理映射的设置ꎬ最终生成具有多楼层㊁多户室结构的房屋单元三维模型ꎬ如图2所示ꎮ图2㊀房屋单元三维模型Fig.2㊀3Dmodelofbuildings4㊀案例展示及展望按照上述技术流程ꎬ制作了小片区域的不动产三维模型ꎬ发布成ArcGIS服务ꎬ并设计开发了二三维展示系统ꎬ调用三维服务ꎬ对每一个三维单元关联不动产登记信息ꎬ实现了不动产单元的查询与显示的二三维联动ꎮ这种建模方法成本低ꎬ速度快ꎬ可以比较真实地反映不动产三维权籍信息ꎬ方便进行二三维联动查询ꎬ能为不动产的三维登记提供一定借鉴ꎮ但建模实践是局部小范围ꎬ在三维精细程度上尚存在不足ꎬ三维单元的拓扑关系未能建立ꎬ在分析应用方面有局限性ꎮ另外ꎬ在显示效率方面ꎬ对于楼层高的建筑物ꎬ需逐步加载每一户的三维模型ꎬ测试结果耗时较长ꎬ在图形进行可视化操作时也需要不断渲染ꎬ因此ꎬ有待进一步研究优化ꎮ5㊀结束语本文提出的不动产权籍数据三维建模技术方法实现了以户为最小单位的不动产登记成果三维模型数据快速构建ꎮ实验表明ꎬ这种方法能够减少人工建模时间ꎬ提高建模的生产效率ꎮ参考文献:[1]㊀郭仁忠ꎬ应申ꎬ李霖.基于面片集合的三维地籍产权体的拓扑自动构建[J].测绘学报ꎬ2012ꎬ41(4):620-626.[2]㊀郝铭辉.房屋物理模型在三维地籍中的表达[J].测绘科学ꎬ2012ꎬ37(3):99-103.[3]㊀王履华ꎬ孙在宏ꎬ曲欣ꎬ等.三维地籍数据模型及时空关系研究[J].中国土地科学ꎬ2014ꎬ28(7):39-45.[4]㊀肖海波ꎬ赵志刚ꎬ贺彪.三维地籍在深圳市土地立体化管理中的应用[J].测绘科学ꎬ2015ꎬ40(7):83-86.[5]㊀张季一.基于几何代数的三维地籍空间数据模型研究[D].北京:中国矿业大学ꎬ2016.[6]㊀王林伟ꎬ王向东ꎬ张弛.三维地籍数据模型的构建与技术实现[J].中国土地科学ꎬ2012ꎬ26(12):35-40.[7]㊀汤开文ꎬ文小岳.多层次三维地籍产权体模型的语义表达研究[J].测绘通报ꎬ2012(12):32-36.[8]㊀万宝林.3DSMAX与SketchUp的三维城市建模技术实验对比分析[J].测绘地理信息ꎬ2015ꎬ40(2):23-25.[9]㊀邹倩.CityEngine在不动产登记三维建模与数据库设计研究[D].合肥:合肥工业大学ꎬ2016.[编辑:任亚茹]002㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年。
6g坊Sichuan Building Materials 第46卷第6期2020年6月Vol.46,No.6June,2020City Engine在三维城市建模中的应用张涛,王赞杰(吉林建筑大学测绘与勘查工程学院,吉林长春130118)摘要:主要利用某小区地形地貌数据对三维建模的方法和模型的展示做了研究讨论,在二维空间数据的基础上,通过规则进行动态的、参数化的建模。
这种方法也特别适用于大规模城市尺度上的三维建模,同时通过详细的CGA规则控制和纹理贴图,其精细度也可以达到3D Max等软件的程度。
也可以通过参数的变化调整来更改模型的外观,这种City Engine技术已经应用于游戏、建筑、城市设计等方方面面。
关键词:三维建模;CGA;City Engine中图分类号:TP391.72文献标志码:B文章编号:1672-4011(2020)06-0062-02DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2020.06.0290前言“数字地球”的概念首次是由美国前总统于1998年1月21日提出的,这在当时引起了各国专家和学者的强烈关注⑴。
这是一种新的认识世界的方式,经过十几年的演化,数字技术也日趋成熟。
世界各国也纷纷加入数字建设的大军中,其中不乏日本、加拿大、美国等国家。
三维建模技术在20世纪80年代被引进我国,至今已经30多年,对于城市规划也陆续提出了“数字城市”、“绿色城市”、“智慧城市”等与三维城市建设相关的规划概念。
在2000年的时候,国家测绘局在全国局长干部会议上,明确提出测绘局系统在以后的主要阶段任务就是要构建“数字中国”框架⑵。
随着城市信息的数字化进程的到来,相关技术不断成熟与发展,城市规划和管理的方式逐步转向了数字化和智能化⑶。
通过三维GIS技术辅助城市规划与设计将逐渐成了规划行业发展的一个新的趋势⑷。
三维城市建模并不是一个简单的运用软件建立一个三维模型的过程,而是将城市周围的人文环境相结合,在规划解决可能出现的问题,对城市发展、规划与设计提供参考指导作用。
CityEngine使用模板创建三维数字城市易智瑞(中国)信息技术有限公司2012年5月版权声明本文档版权为Esri中国信息技术有限公司所有。
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制定及修订记录版本完成日期编写/修订纪要编写者备注1.0 2012.1.18 新建甘鑫平于强CityEngine使用模板创建三维数字城市应用模板可以很好的指导大家使用GIS数据创建地图,三维场景和应用。
这些模板可以用来当作创造类似的地图和场景基础。
三维设计是CityEngine一个重要的优势,这对于城市规划是非常有用的。
通过如下三节内容全面介绍借助模板如何使用ArcGIS和CityEngine完成三维数字城市的创建与规划:1)二维数据转化为三维数据;2)创建三维数字城市;3)三维数字城市规划设计;1二维数据转化为三维数据ArcGIS提供了ArcScene和ArcGlobe两种应用程序,二维数据可以以三维的形式进行可视化展示。
然而,一般采用设置图层的“Base Heights”属性实现。
某些情况下,把二维几何图形转化为贴附地形表面的三维要素是非常必要的。
这样,当你想使用这些要素和地表交互或者进行空间分析的时候会更具有真实性。
如下的操作步骤描述了如何使用三维数据并结合地形数据来创建三维贴附地形的三维要素,模板中使用的数据是虚拟城市模板的一部分。
数据下载地址:/s/30Oyr。
1.1 打开2Dto3D.sxd文档在“2Dto3D\Maps and GDBs”下启动2Dto3D.sxd文档。
右键单击DEM图层,点击【属性】,在【基本高度】标签下启用【在自定义表面浮动】选项,如图2。
设置完成以后DEM可以看到高低起伏,而二维数据却在DEM下面。
我们可以通过设置图层属性(【基本高度】->【在自定义表面浮动】)来显示,但是如果你得到真实的三维要素,那需要将二维要素转化为基于DEM的三维要素。
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering数据库技术Database Technology基于CityEngine的重庆嘉陵江地区三维建模王思睿1马晨阳2江涛1(1.山东科技大学测绘科学与工程学院山东省青岛市266590 )(2.中国科学院空天信息创新研究院定量遥感重点实验室北京市100094 )摘要:本文以重庆嘉陵江地区为例,利用CityEngine平台和C G A规则进行批量精细化三维建模,提出了解决模型缺失的递归方法 和进行动态建模的朝向思想。
并且在模型细节上做出优化,如双层水面等,使模型具有更好的可视化效果。
基于CityEngine三维建糢有 效结合了静态模型的独特性与批量模型的参数可调性,提高了建糢的效率与场景适应性,同时具有良好的视觉体验和较高的开发价值。
关键词:CityEngine(城市引擎);C G A规则;批量精细化三维建糢;递归方法1引言随着计算机图形学、3S(Remote Sensing,R S;Geographic Information System,GIS;Global Navigation S a t e l l i t e System,G N S S)技术、虚拟现实技术以及多媒体技术的发展,三维全景漫游己经逐 步兴起并被应用于城市规划、旅游、教育、军事、娱乐等领域。
现 阶段,如 Autodesk公司的 A u t o C A D、3ds M a x、Maya 以及 Google 公司的SketchUp等主流三维软件的功能己经十分强大,具有较好 的建模效果m。
在三维城市建模研究中,常用的建模有无人机采集 数据建立三维城市模型[2'数据量大,投入人力物力较多;激光[41技术建立三维输电线路杆塔模型,但点云数据成本高、数据量大、处理过程较繁琐;近年来,基于CityEngine^21的建模方法己经在 地理场景中得到广泛地应用。
第42卷第2期2019年2月测绘与空间地理信息GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGYVol.42ꎬNo.2Feb.ꎬ2019收稿日期:2017-10-24作者简介:杨智文(1991-)ꎬ男ꎬ广东广州人ꎬ助理工程师ꎬ学士ꎬ主要从事项目管理㊁工程测量与GIS开发等工作ꎮ基于CityEngine的二三维联动三维地籍建模杨智文(广州市增城区城乡规划与测绘地理信息研究院ꎬ广东广州511300)摘要:基于对地籍二三维联动机制的分析ꎬ本文提出了运用CityEngine建立二三维联动三维地籍系统的方法ꎮ该法通过导入实验区已有不动产调查数据ꎬ应用规则对平面图形进行拉伸㊁分面㊁分割等建模处理ꎬ实现了二㊁三维地籍信息的交互与联动ꎮ实验区三维场景导出后ꎬ通过发布于Web实现了三维地籍模型的空间查询与分析ꎮ实验结果证明ꎬ基于CityEngine的二三维联动地籍模型可充分兼容ArcGIS数据库ꎬ且规则建模简单ꎬ可重复利用ꎬ大大节省数据成本ꎬ缩短开发周期ꎬ适宜于大规模批量三维地籍建模ꎬ在真三维地籍未被提出的前提下ꎬ运用CityEngine构建三维地籍不失为一种高效可行的方法ꎮ关键词:地籍测量ꎻ三维地籍ꎻCityEngineꎻCGAꎻLADM中图分类号:P208㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-5867(2019)02-0158-04CityEngineBased3DonCadastreModelingfrom2Dto3DDataYANGZhiwen(UrbanandRuralPlanningandSurveyingandMappingGeogaphicInformationInstituteꎬGuangzhouZengchengDistrictꎬGuangzhou511300ꎬChina)Abstract:Basedontheanalysisofthetwo-threedimensionallinkagemechanismꎬthispaperproposedamethodwhichappliedCity ̄Enginetobuildathree-dimensionalcadastresystemwithtwo-threedimensionallinkage.Byimportingtheexistingrealestateexperi ̄mentalspotinvestigationdataꎬitappliedtherulesincludingextrudeꎬcompandsplitmodelingprocessingfromaplanꎬthusitrealizedinteractionandlinkagebetweentwoandthreedimensionalcadastreinformation.Afterthe3dsceneintheexperimentalareawasexpor ̄tedꎬthespacequeryandanalysisof3dcadastremodelwererealizedbypublishingthemodelontheweb.Theexperimentalresultsshowthatthetwo-threedimensionallinkagecadastremodelbasedonCityEngineisfullycompatiblewithArcGISdatabaseꎬandthemodelingrulesaresimpleꎬreusableꎬgreatlysavesthecostofdataꎬitisalsoshortenthedevelopmentcyclewhichissuitableforlarge-scale3dcadastremodelingꎬitisaneffectiveandfeasiblemethodtoconstructthree-dimensionalcadastrewithCityEngineunderthepremisethatthetruethree-dimensionalcadastrehasnotbeenproposed.Keywords:cadastresurveyꎻthreedimensionalcadastreꎻCityEngineꎻcomputergeneratedarchitectureꎻlandadministrationdomainmodel0㊀引㊀言随着城市向地下空间的发展ꎬ传统的二维宗地管理模式已逐渐不适应地籍管理要求ꎬ因此三维地籍已成为学界近期的研究热点ꎮ基于3DGIS数据结构ꎬ近年来相关研究者相继提出了多种三维地籍模型[1-5]ꎬ由于数据结构与系统组建标准不统一ꎬ所建的三维地籍系统不具备普适性ꎬ因此三维地籍研究在我国仍处于起步阶段ꎮ为了统一三维地籍标准ꎬ国际标准化组织211技术委员会基于FIG的 地籍2014 [6]ꎬ提出了LADM(LandAdministrationDomainModel)模型ꎬ该模型以Person(权利人)㊁Right(权利类型)㊁Parcel(宗地)为核心ꎬ其中权利人和宗地通过 权利或限制 相关联[7-8]ꎬ这表示以宗地和边界的经典地籍将被扩展三维及其以上空间ꎬ而三维地籍的核心仍是权利人㊁权利类型和宗地及其联系ꎮ按照LADM模型ꎬ三维地籍可以阐述为三维界址点㊁界址线㊁界址面和界址空间体[5]ꎬ而宗地属性则存在于这4类单元之中ꎮ由于三维地籍理论尚未完全成熟[9]ꎬ因此基于 体 的真三维地籍系统目前还未出现ꎬ当前诸多研究成果是基于软件平台的二次开发系统ꎬ如刘咏梅应用Web3D与VR相结合技术ꎬ开发出南京三维地籍系统[10]ꎬ实现了房产三维查询功能ꎻ张为根据LiDAR点云和倾斜摄影技术ꎬ利用二调数据和ArcGIS平台建立了三维地籍ꎬ实现了查询与分析功能[11]ꎻ王兆应用Unity3D交互平台ꎬ实现了二㊁三维查询与管理[12]ꎮ虽然基于二次开发平台的三维地籍各有利弊ꎬ但总结起来各三维地籍系统的特征是ꎬ其一具有可视化建模平台和交互环境ꎬ其二是可以实现三维空间分析与查询ꎬ其三是充分利用已有地籍数据ꎮ基于以上特征ꎬ本文利用实验区不动产调查成果ꎬ在City ̄Engine中进行规则建模ꎬ构建三维地籍系统ꎬ实现了三维地籍的可视化与查询分析ꎮ1㊀二三维联动机制自2007年全国第二次土地调查以来ꎬ我国已获得覆盖全国的1ʒ5000土地调查成果和主要城镇1ʒ500地籍调查成果ꎬ这些数据被录入数据库ꎬ在土地管理中起到了重要作用[13]ꎮ三维地籍虽然在空间与权属上增加了维度ꎬ但为了节省获取数据成本ꎬ地籍信息必须依靠二调的成果ꎬ进行二维地籍数据向三维地籍转换ꎬ实现二三维地籍信息联动ꎮ在二三维地籍一体化建设中ꎬ当前的方式均以Web应用为主ꎬ通过嵌入三维GIS实现二三维联动ꎬ但由于二㊁三维系统在架构㊁数据结构与存储方式方面有较大差异ꎬ因此当前多数系统采用的是分别存储㊁分别调用的方式ꎬ其运行模式如图1所示ꎮ由图1可知ꎬ在二㊁三维联动系统中ꎬ通常是二㊁三维环境分别向服务器发送相同的请求ꎬ同时各自准备数据ꎬ待服务器返回请求后ꎬ客户端调用各自对应的API函数ꎬ完成二三维一体联动ꎮ通过上述分析可知ꎬ二㊁三维联动分析实质是两套系统独立运行ꎬ因此异性架构的二三维地籍系统是无法完成联动的ꎮ通过查阅文献ꎬ发现目前与二维地籍数据兼容的三维建模平台仅有CityEngine[14-15]ꎬ而且CityEngine可以完美支持二调的数据库ꎬ因此基于ArcGIS数据库技术的二维地籍数据理论上可以与CityEngine进行数据访问联动ꎬ构建出二三维联动模式三维地籍系统ꎮ图1㊀二三维地籍系统联动机制Fig.1㊀Linkagemechanismoftwoandthree㊀㊀㊀㊀dimensionalcadastresystem2㊀CGA规则建模CityEngine采用计算机生成建筑模型(computergener ̄atedarchitectureꎬCGA)作为设计语言[16]ꎬ通过规则对空间三维模型进行定义与描述ꎬ经过定义规则与不断优化设计ꎬ逐步实现模型精细化ꎬ从而生成与客观世界高度相似的㊁具有几何纹理特征的三维模型ꎮCGA规则是一种扩展集语言ꎬ其语法与L系统一样由Wonka引入ꎬ在分割中进行缩放和重复分割ꎬ最后进行模型部件的分割ꎬ该规则表现了结构的空间特征与纹理特征ꎬ且遵从LOD模式分割ꎬ模型逼真度较高ꎮCGA是CityEngine自定义的一套建模规则ꎬCityEngine所建模型均由这套规则驱动创造ꎬ概况来说ꎬ它包括4大类准则:标准规则㊁条件规则㊁参数规则和随机规则[17]ꎮCGA常见的规则函数有extrude(挤出)㊁split(分割)㊁comp(拆分)㊁set(设置属性)和texture(纹理贴图)5个函数ꎬ其功能与参数见表1ꎮ表1㊀CGA规则及其功能Tab.1㊀RulesandfunctionofCGA规则函数名称功能语法示例extrude挤出将模型在垂直方向拉伸至指定高度extrude(10)split分割将面沿定义方向分成若干个面模型split(x){~Tile_Width:FloorTile}∗comp拆分将模型切分为更细小的的部件comp(f){border:color(0.2ꎬ0.2ꎬ0.2)Frame.|inside:Glass}set设置属性设置模型各种属性set(material.opacityꎬ0.1)texture纹理贴图在模型表面进行纹理贴图texture( build.jpg )㊀㊀CGA建模是将模型拆分逐个分析ꎬ通过对模型每部分的重新定义ꎬ采用迭代方法不断完善三维模型ꎮCityEngine的典型建模是应用平面图形建立三维模型ꎬ通过ArcGIS兼容的平面数据(如CAD或Shape)ꎬ利用高程信息与纹理信息快速组建三维模型ꎮ平面图形通过extrude函数进行高度拉伸ꎬ通过comp函数进行白模分面ꎬ再利用split进行分层分割ꎬ最后利用texture函数进行实景纹理贴图ꎬ完成建模ꎮ典型的CityEngine建模流程如图2所示ꎮ951第2期杨智文:基于CityEngine的二三维联动三维地籍建模图2㊀CityEngine三维建模流程图Fig.2㊀3DmodelingflowchartofCityEngine3㊀建模实验3.1㊀实验数据实验数据为广州某小区不动产调查成果ꎬ其平面地形图由大比例尺测图方式获取ꎬ平面坐标采用1980国家大地坐标系ꎬ测图比例尺为1ʒ500ꎬ外业数字测图采用全站仪编码法ꎬ内业成图在南方CASS中完成ꎮ通过对小区不动产调查ꎬ获得了各产权单元的房屋权属信息ꎬ结合小区数字测绘成果ꎬ在ArcGIS中将数字测图成果导入GDB中ꎮ数据库建设后ꎬ需将已有数据库中表示建筑轮廓线的面要素数据集转换为Shape格式ꎬ以解决建筑物曲线被拉直的问题ꎮ在图3中ꎬ导入CityEngine中的小区平面图形如图3(a)图所示ꎬ其中浅色面表示建筑物ꎬ深色面表示绿化层ꎻ房屋产权信息的部分属性如图3(b)图所示ꎬ本例中主要选取楼号㊁产权类型㊁四至㊁建筑年代和坐落属性作为研究内容ꎮ图3㊀实验区不动产数据Fig.3㊀Realestatedatainexperimentationarea3.2㊀CGA三维地籍建模3.2.1㊀建模流程基于CityEngine的三维地籍建模分为3个步骤:数据准备㊁三维建模和场景Web发布ꎮ数据准备是搜集小区的CAD二维数据㊁Shape数据㊁纹理数据和高程数据ꎬ其中纹理数据取自小区实摄影像ꎬ在Photoshop中正射纠正后作为建筑物侧面纹理ꎻ高程数据主要是不同层建筑物的高度信息ꎬ其值取自建筑物竣工数据ꎮ三维建模按照第2节描述的过程进行ꎬ首先在二维数据上按建筑物高度进行挤出ꎬ然后进行分面和分割ꎬ纹理贴图后修正形成真三维模型ꎮ将建好的三维模型导出ꎬ并发布于Web上ꎬ通过3DWebScene进行浏览分析ꎮ三维地籍建模具体流程如图4所示ꎮ3.2.2㊀规则建模根据CGA规则ꎬ三维地籍建模主要采用extrude㊁comp㊁split㊁color㊁texture等函数ꎬ根据CityEngine中的小区建筑底面Shape矢量数据ꎬ应用extrude函数将房屋在高程方向拉伸ꎬ再运用comp函数将小区建筑物分为顶底和前后左右6个面ꎮ对于复杂建筑物ꎬ运用split函数进图4㊀三维地籍建模流程图Fig.4㊀Flowchartof3Dcadastremodeling行分层ꎬ形成建筑物单面精细模型ꎻcolor函数用于纹理缺失的表面着色ꎬ色调尽量和真实建筑物一致ꎻtexture函数用于纹理贴图ꎬ将纠正后的建筑物侧面影像贴于模型相应侧面ꎬ某平顶房屋建模的CGA规则代码如下所示ꎮlot-->㊀extrude(16.5)㊀mass-->㊀mass-->㊀comp(f)㊀{front:frontwall|back:backwall|side:㊀Facade|top:Roof}㊀Roof-->roofGable(rand(20ꎬ45)ꎬ1ꎬ1)㊀㊀㊀setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ~2ꎬ~2)㊀projectUV(0)㊀texture("images/ceramicRoof_3.jpg")㊀Facade-->㊀split(y){~3:firstflood|{~2.7:secondflood}∗}firstflood-->㊀split(x){~0.5:firstwall|{~2:door|~0.5:second ̄wall}∗}㊀split(y){~0:firstwall|{~2.5:door|~0.5:second ̄wall}∗}㊀door-->㊀setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ~2ꎬ~2.5)㊀projectUV(0)texture("images/IMG_3837.JPG")㊀secondflood-->㊀split(x){~0.5:firstwall|{~1.2:wind|~0.5:sec ̄ondwall}∗}㊀split(y){~0.6:firstwall|{~2.5:wind|~0.5:sec ̄ondwall}∗}㊀wind-->㊀setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ~1.2ꎬ~2.5)㊀projectUV(0)061㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年㊀texture("images/IMG_3840.jpg")㊀frontwall-->㊀split(y){~4.35:firstflood3|{~2.7:secondflood3}∗}㊀secondflood3-->㊀split(x){~2:first1wall|{~3:door1|~2:secondflood1wall}}㊀split(y){~0.6:first11wall|{~2.4:door1|~0.6:secondflood1wall}}㊀secondflood1-->㊀split(x){~2:first1wall|{~3:door1|~2:secondflood1wall}}∗㊀split(y){~0.6:first1wall|{~2.4:door1|~0.6:sec ̄ondflood1wall}}∗㊀door1-->setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ~3ꎬ~2.4)㊀projectUV(0)texture("/Tutorial_01_Essential_Skills__2014_0/assets/window/1_rollo_3_brown.tif")㊀backwall-->㊀split(y){~4.35:firstflood2|{~2.7:secondflood2}∗}㊀secondflood2-->㊀split(x){~2:first1wall|{~3:door1|~2:secondflood1wall}}㊀split(y){~0.6:first11wall|{~2.4:door1|~0.6:secondflood1wall}}㊀firstwall-->㊀setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ1ꎬ1)㊀projectUV(0)㊀texture("images/IMG_3851.JPG")secondwall-->㊀setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ1ꎬ1)㊀projectUV(0)㊀texture("images/IMG_3852.JPG")㊀first1wall-->㊀setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ1ꎬ1)㊀projectUV(0)㊀texture("images/IMG_3853.JPG")㊀secondflood1wall-->㊀setupProjection(0ꎬscope.xyꎬ1ꎬ1)㊀projectUV(0)㊀texture("images/IMG_3854.JPG")运用前述CGA规则三维建模后ꎬ并对绿化带进行拉伸与贴图ꎬ可生成三维地籍模型ꎬ其效果如图5所示ꎮ3.3㊀三维地籍查询分析在CityEngine三维场景中ꎬ选取场景中的建筑物模型ꎬ在右侧选项卡会出现Inspector选项卡ꎬ选择Inspector属性下的ObjectAttributesꎬ建筑物的所有权属信息如楼号㊁权源㊁产权类别㊁建筑年代㊁四至和坐落等信息均可显图5㊀基于CityEngine的三维地籍模型Fig.5㊀3DCadastremodelbasedonCityEngine示出来(如图6(a)所示)ꎬ这说明Shape数据的属性信息已经被完整保存下来ꎬ实现了二三维地籍信息联动ꎮ由于CityEngine是纯建模环境ꎬ无法直接实现查询分析功能ꎬ因此实验中将CityEngine场景导出为3WSꎬ发布于ArcGISOnline云端ꎬ并在本地调取服务ꎬ实现三维地籍分析ꎮ在图6(b)中ꎬ输入待查询建筑物建成年份属性字段ꎬ系统会自动执行搜索ꎬ在右边信息板中查询到匹配信息ꎬ同时三维场景中建筑物被高亮表示出来ꎬ实现三维地籍图形属性联合查询分析功能ꎮ图6㊀二三维地籍联动分析Fig.6㊀2Dand3Dcadastrelinkageanalysis4㊀结束语通过对二㊁三维地籍联动机制的分析ꎬ本文基于City ̄Engine平台实现了地籍数据从二维到三维的转变ꎬ构建出三维地籍系统ꎮ该系统利用入库的二维地籍数据ꎬ在保证属性数据不丢失的前提下ꎬ利用CGA规则进行三维建模与发布ꎬ完成三维分析ꎮ在空间分析中ꎬ二维属性数据被调用ꎬ相应的三维模型也被检索ꎬ二者通过查询关键字进行链接ꎬ完成二三维地籍联动ꎬ并大大增强系统的分析效果及其可视化ꎮ与其他地籍三维模型相比ꎬ基于CityEngine的二三维地籍联动系统具有如下特征:1)CGA规则化建模方式较为简单ꎬ规则可以重用ꎬ适宜于大范围㊁大规模二维地籍数据建模ꎮCityEngine建模可以充分利用已有地籍数据ꎬ尤其是诸如DXF㊁Shape和FileGDB等ArcGIS支持的数据ꎬ并与其实现无缝结合ꎬ大大地节省了数据获取成本ꎮ2)建模时仅需采集纹理㊁高程等少量地物信息ꎬ这可以大大加快建模速度ꎬ缩小开发周期ꎬ提高效率ꎮ此外ꎬCityEngine还支持OBJ㊁DAE㊁3DS㊁3ds㊁SkechUP等多种3D格式输出ꎬ易于与其他软件交互建模ꎮ3)基于CityEngine的三维地籍模型具有良好的改易性和互动性ꎮ与其他建模平台不同ꎬCityEngine中关于楼层挤出㊁分割与纹理变换及其容易ꎬ只需执行局部CGA规则建模ꎬ不用整体修改ꎮ同时模型的属性也是开放的ꎬ字段可任意修改ꎬ平面图形㊁属性和三维模型可即时互动ꎬ实现图形 属性动态建模ꎮ(下转第165页)161第2期杨智文:基于CityEngine的二三维联动三维地籍建模㊀㊀afixed=-1057352-1057354-1952885-1952883-1021693-1021692-1384493-13844965718785718765035750357-1060224-1060227éëêêêêêêêùûúúúúúúúsqnorm=0.01070.1610[]Ratio=0.16100.0107=15.0467式中ꎬafixed表示模糊度固定解ꎬsqnorm表示其残差方差ꎬRatio表示次小方差与最小方差的比值ꎮ从表2可看出:原始模糊度协方差阵经两种去相关处理后ꎬ条件数下降了3个数量级ꎬ说明模糊度间相关性减弱了ꎬ搜索椭球更接近球体ꎮ两种算法均可用的情况下ꎬ其去相关水平相当ꎬ迭代次数无明显差异ꎮ但大量实验表明:采用迭代法处理时ꎬ在分解过程中矩阵会出现非正定的情况ꎬ无法给出合理结果ꎬ采用联合去相关法均能成功完成降相关处理ꎮ总体而言ꎬ联合去相关法的处理成功率高于迭代法ꎮ表2㊀迭代法和联合去相关法降相关水平比较Tab.2㊀Comparisonofcorrelationlevelbetweeniterative㊀㊀㊀㊀methodandunitedambiguity㊀㊀㊀㊀decorrelationmethod计算时间搜索次数条件数未处理 3201.8787迭代法0.0312514411.1918联合去相关法0.01562521611.56563㊀结束语本文主要结合算例对Z变换的两种方法进行了对比ꎬ并详细地介绍了LAMBDA法解算模糊度ꎮ讨论了利用LAMBDA法解算整周模糊度固定解ꎮ首先根据数学知识ꎬ利用MATLAB软件编制了LAMBDA法中将要用的对称正定矩阵的上三角分解UDUT和下三角分解LDLT函数ꎬ以便在迭代法Z变换中调用ꎮ然后又编制了交换矩阵两行(列)的矩阵置换函数和将矩阵的j行㊁j列出对角线元素外都变为0的矩阵倍加函数ꎬ以便在联合去相关法Z变换中调用ꎮ在获取Z变换矩阵后ꎬ根据LAMBDA法理论知识ꎬ编制了确定χ2值和搜索半径R的函数ꎻ然后根据离散搜索原理编制了模糊度搜索空间的建立㊁目标函数值的计算㊁同时能搜索出正确的模糊度组合的函数ꎻ最后将各个函数整合成LAMBDA法计算函数并利用MATLAB软件设计了界面ꎬ要求输入原始模糊度浮点解及协方差阵ꎬ经处理后输出模糊度组合最佳估计及残差方差和Z变换矩阵ꎬ并绘出Z变换前后协方差阵的方格图ꎮ参考文献:[1]㊀宋福成ꎬ杨汀ꎬ陈宜金ꎬ等.一种确定整周模糊度搜索空间的方法[J].数学的实践与认识ꎬ2016ꎬ46(3):188-194.[2]㊀王建敏ꎬ马天明ꎬ祝会忠.BDS/GPS整周模糊度实时快速解算[J].中国矿业大学学报ꎬ2017ꎬ46(3):672-678. [3]㊀夏传甲.GPS整周模糊度搜索算法的可靠性和时效性比较[J].大地测量与地球动力学.2011ꎬ31(6):77-80. [4]㊀卢献健.GPS整周模糊度求解理论分析与方法研究[D].桂林:桂林工学院ꎬ2008.[5]㊀陈树新.GPS整周模糊度动态确定的算法及性能研究[D].西安:西北工业大学ꎬ2002.[6]㊀刘小强.GPS整周模糊度解算的理论㊁方法及LAMBDA法的程序实现[D].武汉:中国地质大学中国地质大学(武汉)ꎬ2005.[7]㊀韩保民.基于星载GPS的低轨卫星几何法定轨理论研究D].武汉:中国科学院测量与地球物理研究所ꎬ2003. [8]㊀TeunissenPJG.TheinvertibleGPSambiguitytransforma ̄tions[J].ManuserGeodꎬ20(6):489-497. [9]㊀HatchRRꎬSharpeT.Acomputationallyefficientambi ̄guityresolutiontechnique[C]//ProceedingofIONGPS2001.SaltLakeCityꎬUTꎬUSAꎬ2001.[10]㊀王子茹ꎬ李凤斌.综述GPS定位中整周模糊度求解问题[J].东北测绘ꎬ2000ꎬ23(1):14-16.[编辑:任亚茹](上接第161页)㊀㊀然而ꎬCityEngine三维建模只是实现了二维数据与三维模型的联动ꎬ并非是基于 体 的真三维建模平台ꎬ因此三维地籍模型仅能查询权属相关信息ꎬ复杂空间关系查询难以实现ꎮ此外ꎬCityEngine精细建模能力不足ꎬ难以反映不动产细节信息ꎮ总之ꎬ在没有真三维地籍系统的前提下ꎬ应用CityEngine构建三维地籍不失为一种可行的技术方法ꎮ参考文献:[1]㊀张玲玲ꎬ史云飞ꎬ许秀荣.三维地籍建模方法研究与实现[J].测绘科学ꎬ2010ꎬ35(3):210-212. [2]㊀谢茜ꎬ邹峥嵘ꎬ孙涛.混合三维地籍的确权及概念模型研究[J].测绘科学ꎬ2010ꎬ35(1):33-35. [3]㊀王履华ꎬ孙在宏ꎬ曲欣ꎬ等.三维地籍数据模型及时空关系研究[J].中国土地科学ꎬ2014ꎬ28(7):39-45. [4]㊀王林伟ꎬ王向东ꎬ张弛.三维地籍数据模型的构建与技术实现[J].中国土地科学ꎬ2012ꎬ26(12):36-40. [5]㊀吴长彬ꎬ喻仙ꎬ丁远ꎬ等.采用三维凸壳剖分的不动产单元空间建模方法[J].计算机辅助设计与图形学学报ꎬ2016ꎬ28(10):1654-1661.[6]㊀KaufmannJꎬDSteudler.Cadastre2014:Avisionforafu ̄turecadastralsystem[R].FIG-Commission7ꎬ1998ꎬBrightonꎬU.K.[7]㊀LemmenCHJandvanOosteromPJM.Version1.0oftheFIGCongress[Z].MunichꎬGermanyꎬ2006. [8]㊀StoterJEꎬvanOosteromPJM.3DCadastreinanInternationalContext:Coveringlegalꎬorganisationalꎬandtechnologicalaspects[C]//BocaRatonꎬTaylorandFrancisꎬCRCꎬ2006.(下转第169页)561第2期徐㊀琦等:基于LAMBDA方法的模糊度解算研究为评价分析本文算法的精度ꎬ以手动分类得到的道路点云作为依据进行精度分析ꎮ使用C.Heipke等定义的精度指标进行评定ꎬ即正确度(Correctness)指标㊁完整度(Completeness)指标和质量(Quality)指标[11]ꎮRcompletness=TPTP+FNRcorrectness=TPTP+FPRquality=TPTP+FP+FNìîíïïïïïï(4)式中ꎬTP为正确提取出道路点云的个数ꎻFN为未能提取出的道路点云个数ꎻFP为将非道路点云误判为道路点云的个数ꎮ将本算法提取的道路点云与手动提取的道路点云对比分析见表1ꎮ表1㊀道路提取结果的精度评价Tab.1㊀Accuracyevaluationofroadextractionresults参数评价指标试验道路点云数数量TP37197FP450FN6824质量指标(%)Rcompletness84.50Rcorrectness98.80Rquality83.64从表1可以看出ꎬ依据本文的算法处理得到的道路点云完整度为84.50%ꎬ正确度为98.80%ꎬ提取质量为83.64%ꎮ证明该算法在城区道路的提取中具有一定的有效性ꎮ3㊀结束语本文充分利用了机载LiDAR点云数据的高程和强度属性获取初始道路点云ꎬ然后采用距离分割法和基于RANSAC算法的分割方法精化初始道路点云ꎬ有效地剔除了停车场等与道路相似的区域ꎬ最后采用数学形态学细化方法提取道路中心线ꎮ实验结果表明ꎬ该方法可以较正确和完整地提取城区道路ꎮ但是该方法仍存在很多不足ꎬ如强度阈值的选取不够自动化ꎬ要设置的阈值项太多且很多是经验值ꎬ这就大大降低了道路点云数据提取的完整度㊁正确度和质量ꎮ如何自动获取阈值是一个难点ꎬ另外将点云数据与遥感影像结合也是未来重要的研究方向ꎮ参考文献:[1]㊀H.MayerꎬI.LaptevꎬA.Baumgartner.Multi-scaleandsnakesforautomaticroadextraction[J].LectureNotesinComputerScienceꎬ1998ꎬ98(1406):720-733.[2]㊀Z.Q.XiaoꎬG.S.Bao.Amethodofroadnetworksextrac ̄tioninurbanareasusingsarimages[J].ActaGeodaeticaEtCartographicSinicaꎬ2004ꎬ33(3):264-268.[3]㊀X.HuꎬY.LiꎬJ.Shanꎬetal.Roadcenterlineextractionincomplexurbanscenesfromlidardatabasedonmultiplefeatures[J].IEEETransactionsonGeoscience&RemoteSensingꎬ2014ꎬ52(11):7448-7456.[4]㊀J.PengꎬG.Gao.Amethodformainroadextractionfromairbornelidardatainurbanarea[C]//InternationalCon ̄ferenceonElectronicsꎬCommunicationsandControlꎬ2011.㊀[5]㊀S.ClodeꎬP.J.KootsookosꎬF.Rottensteiner.Theautomaticextractionofroadsfromlidardata[J].InternationalArchivesofthePhotogrammetryRemoteSensing&SpatialInformationScienceꎬ2004(35):231-236.[6]㊀徐景中ꎬ万幼川ꎬ赖祖龙.机载激光雷达数据中道路中线的多尺度提取方法[J].红外与激光工程ꎬ2009ꎬ38(6):1099-1103.[7]㊀彭检贵ꎬ马洪超ꎬ高广ꎬ等.利用机载lidar点云数据提取城区道路[J].测绘通报ꎬ2012(9):16-19.[8]㊀李鹏程ꎬ邢帅ꎬ徐青ꎬ等.关键点检测的复杂建筑物模型自动重建[J].遥感学报ꎬ2014ꎬ18(6):1237-1246.[9]㊀M.A.FischlerꎬR.C.Bolles.Aparadigmformodelfittingwithapplicationstoimageanalysisandautomatedcartography[J].ReadingsinComputerVisionꎬ1981ꎬ24(6):381-395.[10]㊀J.L.Bentley.Multidimensionalbinarysearchtreesusedforassociativesearching[J].CommunicationsoftheAcmꎬ1975ꎬ18(9):509-517.[11]㊀C.HeipkeꎬH.MayerꎬC.WiedemannꎬO.Jamet.Evaluationofautomaticroadextraction[Z].InInternationalArchivesofPhotogrammetryandRemoteSensingꎬ1997ꎬXXXII-3/2W3:47-56.[编辑:任亚茹](上接第165页)[9]㊀GeogheganꎬR.TopologicalMethodsinGroupTheory[M].NewYork:SpringerScienceBusinessMediaꎬ2008.[10]㊀刘咏梅ꎬ李谦ꎬ江南.三维地籍与城市立体空间开发的信息技术应用分析 以南京市为例[J].地球信息科学学报ꎬ2010ꎬ12(3):392-398.[11]㊀张为.基于Arcgis平台的三维地籍数据库系统的设计与实现[D].长春:吉林大学ꎬ2015.[12]㊀王兆.基于Unity3D平台的三维地籍管理系统的设计与实现[D].合肥:合肥工业大学ꎬ2016.[13]㊀陈艳ꎬ朱靖ꎬ王洪光.第二次全国土地调查成果在数字城市地理信息框架建设中的应用[J].现代测绘ꎬ2013ꎬ36(2):51-52.[14]㊀刘媛ꎬ邓运员ꎬ刘立生等.CityEngineCGA支持下的传统民居复杂屋顶建模及优化 以衡阳市中田村为例[J].测绘通报ꎬ2016(3):98-102.[15]㊀龚雨ꎬ刘媛ꎬ王亮等.CGA参数化快速建模的研究与实现 以雨母山古寺庙建筑群为例[J].测绘通报ꎬ2017(4):112-115.[16]㊀赵雨琪ꎬ牟乃夏ꎬ张灵先.利用CityEngine进行三维校园参数化精细建模[J].测绘通报ꎬ2017(1):83-86.[17]㊀徐翰.基于CGA参数化的三维校园建模方法研究与实现[D].抚州:东华理工大学ꎬ2015.[编辑:任亚茹]961第2期原战辉等:基于机载LiDAR点云数据的城区道路提取。