幾種城市三維建模方式的比較

 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(huán)境監測、應急決策等等領(lǐng)域，建立高精度的數字城市模型是現階段的重要任務(wù)。

三維建模的技術(shù)從傳統的三維建模發(fā)展到基于攝影測量技術(shù)的三維建模、基于傾斜攝影測量技術(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真實(shí)度，故需要對建模技術(shù)不斷研究。

建模方式的比較

一、傳統建模方式

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(guò)人工拍攝的方式獲得各種地物的

特征紋理，并對其進(jìn)行美化處理，再在建模軟件中將處理過(guò)的紋理映射到相應的白模型上，來(lái)實(shí)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(shí)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(huì )影響該地區的建模。

 二、基于攝影測量技術(shù)的建模方式

基于攝影測量技術(shù)的建模方式是通過(guò)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，恢復內、外方位元素，最終完成影像的內定向和絕對定向，實(shí)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(diǎn)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(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、基于傾斜攝影測量技術(shù)的建模方式

傾斜攝影測量技術(shù)是利用飛行平臺搭載多個(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。

基于傾斜攝影測量技術(shù)的建模方式，是通過(guò)專(zhuān)用的軟件對獲得傾斜影像進(jìn)行處理，從而對地面場(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分離出來(lái)，不能滿(mǎn)足對單個(gè)建筑物分析管理的需要；

對于機載激光LIDAR技術(shù)獲得高精度三維點(diǎn)位坐標來(lái)說(shuō)，精度相對較差；不能為城市提供數字高程模型。 

通過(guò)以上比較可以發(fā)現，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(mǎn)足城市建模的需求。

四、基于機載激光LIDAR和傾斜攝影技術(shù)的建模方式

機載激光LIDAR和傾斜攝影這兩種測量技術(shù)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(diǎn)位坐標，通過(guò)高精度的三維點(diǎn)位坐標———點(diǎn)云來(lái)建立城市三維模型的白模型；

同時(shí)，利用傾斜攝影測量來(lái)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(guò)映射技術(shù)將紋理映射到城市三維模型上。該方式結合激光雷達技術(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(guān)真實(shí)地體現城市現狀。 

相比較以上幾種建模方式，基于機載激光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)現真正的實(shí)景三維城市建模；

3、模型定位精度高，滿(mǎn)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(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、分析應用；

7、提供城市三維模型，DOM，DEM，，點(diǎn)云數據和可量測的影像庫。

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