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數(shù)字城市三維建模方法及三維可視化技術(shù)探討

發(fā)布日期:2018-12-18 00:00 瀏覽量:11961

 

在城市自身的發(fā)展中,將數(shù)字與其進(jìn)行有效結(jié)合,能夠推動(dòng)數(shù)字城市以及地理信息系統(tǒng)的有效建設(shè)和實(shí)施。數(shù)字城市的建設(shè)已經(jīng)能夠?yàn)楦鱾€(gè)行業(yè)領(lǐng)域提供非常權(quán)威、唯一、有效的空間信息平臺(tái),促使城市各個(gè)部門(mén)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(shí)際操作過(guò)程中,利用地理信息在政府宏觀決策、應(yīng)急管理以及社會(huì)公益服務(wù)等各個(gè)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(chǔ)上,能夠推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展,為數(shù)字城市未來(lái)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。 

 

  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(guò)程中,地形可以說(shuō)是其中非常重要的部分,也是基礎(chǔ)部分,同時(shí)也是三維實(shí)體空間構(gòu)建的基礎(chǔ)。在實(shí)際操作過(guò)程中,其自身主要是將衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取到的影像,通過(guò)一系列的修整以及調(diào)整之后,得出的正射影像來(lái)對(duì)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(lái)將地面表面形態(tài)進(jìn)行充分的展示,能夠?qū)⑿畔①Y料進(jìn)行詳細(xì)的分析,并且對(duì)地理位置的核心部分進(jìn)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(cè)量?jī)x或者是其他的一些設(shè)備,對(duì)野外一些復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行實(shí)地考查和測(cè)量分析,這樣獲取到的數(shù)據(jù)具有一定的真實(shí)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(jìn)行科學(xué)合理的掃描之后,利用相關(guān)軟件對(duì)圖象進(jìn)行一定的矢量化。這樣一來(lái),在將地形自身的特征添加進(jìn)去之后,能夠直接得出DEM數(shù)據(jù),這種方法在實(shí)踐當(dāng)中能夠快速有效,并且保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

 

最后一種就是全數(shù)字攝影測(cè)量方法,在實(shí)際操作過(guò)程中,主要是將衛(wèi)星遙感影像作為基礎(chǔ),利用這種方法來(lái)獲取到所需要的數(shù)據(jù),與此同時(shí),需要借助一些專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)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(dāng)前,建筑物在進(jìn)行三維建模的過(guò)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(chǔ)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(shí)踐當(dāng)中,不僅省時(shí)、省力,而且還能夠節(jié)省經(jīng)費(fèi)的投入。但是,二維GIS數(shù)據(jù)在實(shí)際操作過(guò)程中,其自身缺少三維狀態(tài),所以建模過(guò)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(jìn)行操作的時(shí)候,一般來(lái)說(shuō),都會(huì)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(bǔ)三維建模過(guò)程中所需要的信息數(shù)據(jù)。

 

其次,在CAD建模方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)一些建模軟件,比如3Dmax等等,與實(shí)際情況進(jìn)行有效結(jié)合之后構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的三維CAD模型,其中一個(gè)或者是利用多個(gè)多邊模型就能夠相互之間形成一個(gè)三維CAD模型。

 

最后是在遙感影像建模的基礎(chǔ)上,也就是在實(shí)際操作過(guò)程中,利用立體得到的影像數(shù)據(jù)以及數(shù)字攝影測(cè)量技術(shù),將這兩個(gè)技術(shù)作為基礎(chǔ)的保障,之后根據(jù)影像當(dāng)中所得出的第五坐標(biāo)來(lái)對(duì)其進(jìn)行數(shù)字模型的構(gòu)建。 

 

二、三維可視化技術(shù)探討 

 

1.     三維可視化技術(shù)現(xiàn)狀分析。

三維可視化技術(shù)在當(dāng)前現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中,并且在實(shí)踐當(dāng)中取得了一定的效果。而三維可視化技術(shù)的出現(xiàn)以及應(yīng)用,不僅是為我國(guó)自身帶來(lái)了非常多的便利條件,同時(shí)也為世界帶來(lái)了很多的可能性,這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用,在一定程度上促使了整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。

比如對(duì)于數(shù)字城市三維來(lái)說(shuō),要實(shí)現(xiàn)城市三維的可視化,城市實(shí)體三維建模是其中非常重要的環(huán)節(jié)之一,也可以說(shuō)是基礎(chǔ)部分,而在實(shí)際操作過(guò)程中,對(duì)于一些城市實(shí)體的分析和表達(dá)更是其中不可避免的環(huán)節(jié)和內(nèi)容。從當(dāng)前的形勢(shì)可以看出,三維可視化技術(shù)大多數(shù)都是以三維軟件的形式來(lái)進(jìn)行表達(dá)和展示的,三維軟件包括一些建模軟件、平臺(tái)軟件或者是在實(shí)踐當(dāng)中的應(yīng)用軟件等等。 

 

2.     可視化應(yīng)用系統(tǒng)的框架研究。

城市三維可視化主要是通過(guò)對(duì)三維地形或者實(shí)物的實(shí)際構(gòu)成進(jìn)行情況詳細(xì)分析和研究,之后利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)或者是其自身的圖象處理技術(shù),將城市的實(shí)體以一種三維圖形模擬的形式呈現(xiàn)在大眾的面前。在實(shí)際操作過(guò)程中,要保證地理要素的直觀性和真實(shí)性,將空間數(shù)據(jù)盡可能地可視化處理,這樣一來(lái),三維空間數(shù)據(jù)就能夠很有效地為三維可視化的實(shí)現(xiàn)打下良好的基礎(chǔ)。三維可視化應(yīng)用系統(tǒng)的框架在實(shí)際構(gòu)建過(guò)程中,主要是利用數(shù)據(jù)的提取以及其自身相對(duì)應(yīng)的處理模塊來(lái)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(duì)應(yīng)的處理,主要是指在實(shí)際操作過(guò)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(shí)際情況,構(gòu)建出相對(duì)應(yīng)的三維模型。與此同時(shí),可以結(jié)合實(shí)際情況,將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入,并且建立起相對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫(kù),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(shí)施過(guò)程中所涉及的技術(shù)分析 

 

1.     模型層次細(xì)節(jié)。

模型層次細(xì)節(jié)主要是指在實(shí)際操作過(guò)程中,物體與視點(diǎn)之間的距離,通過(guò)相互之間的遠(yuǎn)近距離來(lái)對(duì)模型精細(xì)的程度進(jìn)行分析和確定。在實(shí)際操作虛仿真的過(guò)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(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的實(shí)時(shí)性處理,精細(xì)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(shì)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(jìn)行分層,不同的層次模型利用不同的精細(xì)程度來(lái)進(jìn)行劃分。這樣在實(shí)際操作過(guò)程中,即使交錯(cuò)出現(xiàn)也不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)自身承受很大的壓力,并且還能夠真正地達(dá)到預(yù)期的效果。 

 

2.     模型分塊。

模型分塊主要是指在實(shí)際操作過(guò)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際處理的過(guò)程中,能夠?qū)⒛P妥陨淼母鱾€(gè)模塊特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)特征充分地發(fā)揮出來(lái)。在實(shí)際操作過(guò)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(shí),可以直接利用模型分塊技術(shù),這樣一來(lái),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(shí),可以將資源與模塊層次化進(jìn)行有效的結(jié)合,這樣不僅能夠促使數(shù)據(jù)量被科學(xué)合理地控制,而且還能夠提升在實(shí)踐當(dāng)中對(duì)數(shù)據(jù)的整體處理速度,從而使得演示更加流暢和生動(dòng)具體。 

 

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,在實(shí)際操作過(guò)程中,為了將數(shù)字城市全面地推進(jìn),在實(shí)施過(guò)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(lái)進(jìn)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(lái),而且還能夠從根本上推動(dòng)整體城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。可視化作為一種動(dòng)態(tài)性比較強(qiáng)的技術(shù),讓數(shù)字城市逐漸成為現(xiàn)實(shí),在實(shí)際操作過(guò)程中,將其科學(xué)合理地應(yīng)用其中,不僅能夠促使城市的規(guī)劃、管理以及建設(shè)更加先進(jìn)和方便,而且還能夠促使理論與實(shí)踐的有效結(jié)合,為數(shù)字城市化的推進(jìn)和發(fā)展起到真正有效的推動(dòng)作用。 

 

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