幾種城市三維建模方式的比較

發布日期：2019-03-05 22:36 瀏覽量：15216

城市三維建模作為數字城市構建的一項基本內容，已廣泛應用于城市變化監測、環境監測、應急決策等等領域，建立高精度的數字城市模型是現階段的重要任務。

三維建模的技術從傳統的三維建模發展到基于攝影測量技術的三維建模、基于傾斜攝影測量技術的三維建模。采用何種建模技術直接影響到三維城市的建模精度和城市空間布局展現真實度，故需要對建模技術不斷研究。

建模方式的比較

傳統建模方式依靠城市的二維矢量圖，在建模精度要求不高的情況下，依據高度輔助數據建立建筑物白模型，通過人工拍攝的方式獲得各種地物的

特征紋理，并對其進行美化處理，再在建模軟件中將處理過的紋理映射到相應的白模型上，來實現三維建模。

傳統建模方式的不足之處在于：

缺少建筑物的頂部信息；

建模時推算的高度精度不能達到要求；

某些新建或變遷地區的二維矢量圖的缺失會影響該地區的建模。

基于攝影測量技術的建模方式是通過航拍獲取同一地物不同視角的多張具有重疊度的影像，然后重建地物立體幾何模型；利用一個立體像片對，恢復內、外方位元素，最終完成影像的內定向和絕對定向，實現DLG制作；最后結合立體像對和DLG制作三維模型。

這種建模方式的缺點是，由于某些建筑物比較復雜和建筑物之間的陰影、遮擋等原因，進行影像匹配的時候會存在誤差；重建工作量較大，“自動化”程度比較低。

傾斜攝影測量技術是利用飛行平臺搭載多個傳感器，分別從垂直、傾斜等角度獲取地面同一地物的不同影像。

基于傾斜攝影測量技術的建模方式，是通過專用的軟件對獲得傾斜影像進行處理，從而對地面場景進行重建。

缺點在于：

不能將某些建筑物模型從城市三維模型中單獨分離出來，不能滿足對單個建筑物分析管理的需要；

對于機載激光LIDAR技術獲得高精度三維點位坐標來說，精度相對較差；不能為城市提供數字高程模型。

通過以上比較可以發現，目前的幾種建模方式都不具備快速建立高精度、實景城市模型的特點。故需要探索一種新興的建模方式滿足城市建模的需求。

機載激光LIDAR和傾斜攝影這兩種測量技術相結合的建模方式，一種新興建模方式，該建模方式能利用機載激光LIDAR快速大面積地獲得城市地物的高精度的三維點位坐標，通過高精度的三維點位坐標———點云來建立城市三維模型的白模型；

同時，利用傾斜攝影測量來獲得同一地物的不同影像，可以獲得城市地物的豐富紋理，然后通過映射技術將紋理映射到城市三維模型上。該方式結合激光雷達技術和傾斜攝影技術的一站式三維實景城市解決方案，能直觀真實地體現城市現狀。

1、快速獲取大范圍地物空間信息及多角度影像信息；

2、真實反映城市三維地形狀況，城市紋理真實，實現真正的實景三維城市建模；

3、模型定位精度高，滿足1:1000測圖要求，模型要素全面、細節豐富；

4、建筑模型具備可量測精度———高程精度優于３０ｃｍ；

5、技術效率高、周期短；

6、基于三維實景城市進行量測、分析應用；

7、提供城市三維模型，DOM，DEM，，點云數據和可量測的影像庫。