幾種城市三維建模方式的比較

 城市三維建模作為數(shù)字城市構(gòu)建的一項(xiàng)基本內(nèi)容，已廣泛應(yīng)用于城市變化監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急決策等等領(lǐng)域，建立高精度的數(shù)字城市模型是現(xiàn)階段的重要任務(wù)。

三維建模的技術(shù)從傳統(tǒng)的三維建模發(fā)展到基于攝影測(cè)量技術(shù)的三維建模、基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維建模。采用何種建模技術(shù)直接影響到三維城市的建模精度和城市空間布局展現(xiàn)真實(shí)度，故需要對(duì)建模技術(shù)不斷研究。

建模方式的比較

一、傳統(tǒng)建模方式

傳統(tǒng)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(jù)高度輔助數(shù)據(jù)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(duì)其進(jìn)行美化處理，再在建模軟件中將處理過的紋理映射到相應(yīng)的白模型上，來實(shí)現(xiàn)三維建模。

傳統(tǒng)建模方式的不足之處在于：

缺少建筑物的頂部信息；

建模時(shí)推算的高度精度不能達(dá)到要求；

某些新建或變遷地區(qū)的二維矢量圖的缺失會(huì)影響該地區(qū)的建模。

 二、基于攝影測(cè)量技術(shù)的建模方式

基于攝影測(cè)量技術(shù)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(gè)立體像片對(duì)，恢復(fù)內(nèi)、外方位元素，最終完成影像的內(nèi)定向和絕對(duì)定向，實(shí)現(xiàn)DLG制作；最后結(jié)合立體像對(duì)和DLG制作三維模型。 

這種建模方式的缺點(diǎn)是，由于某些建筑物比較復(fù)雜和建筑物之間的陰影、遮擋等原因，進(jìn)行影像匹配的時(shí)候會(huì)存在誤差；重建工作量較大，“自動(dòng)化”程度比較低。

三、基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的建模方式

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是利用飛行平臺(tái)搭載多個(gè)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(cè)量技術(shù)的建模方式，是通過專用的軟件對(duì)獲得傾斜影像進(jìn)行處理，從而對(duì)地面場(chǎng)景進(jìn)行重建。

缺點(diǎn)在于：

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

對(duì)于機(jī)載激光LIDAR技術(shù)獲得高精度三維點(diǎn)位坐標(biāo)來說，精度相對(duì)較差；不能為城市提供數(shù)字高程模型。 

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

四、基于機(jī)載激光LIDAR和傾斜攝影技術(shù)的建模方式

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

同時(shí)，利用傾斜攝影測(cè)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(shù)將紋理映射到城市三維模型上。該方式結(jié)合激光雷達(dá)技術(shù)和傾斜攝影技術(shù)的一站式三維實(shí)景城市解決方案，能直觀真實(shí)地體現(xiàn)城市現(xiàn)狀。 

相比較以上幾種建模方式，基于機(jī)載激光LIDAR和傾斜攝影技術(shù)的建模方式有如下特點(diǎn)：

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(shí)反映城市三維地形狀況，城市紋理真實(shí)，實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)景三維城市建模；

3、模型定位精度高，滿足1:1000測(cè)圖要求，模型要素全面、細(xì)節(jié)豐富；

4、建筑模型具備可量測(cè)精度———高程精度優(yōu)于３０ｃｍ；

5、技術(shù)效率高、周期短；

6、基于三維實(shí)景城市進(jìn)行量測(cè)、分析應(yīng)用；

7、提供城市三維模型，DOM，DEM，，點(diǎn)云數(shù)據(jù)和可量測(cè)的影像庫。

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