數字城市三維建模方法及三維可視化技術(shù)探討

在城市自身的發(fā)展中，將數字與其進(jìn)行有效結合，能夠推動(dòng)數字城市以及地理信息系統的有效建設和實(shí)施。數字城市的建設已經(jīng)能夠為各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域提供非常權威、唯一、有效的空間信息平臺，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(guān)決策、應急管理以及社會(huì )公益服務(wù)等各個(gè)方面起到良好的作用，在保證提高人們日常生活質(zhì)量和水平的基礎上，能夠推動(dòng)社會(huì )經(jīng)濟的整體發(fā)展，為數字城市未來(lái)的發(fā)展打下良好的基礎。 

　　一、數字城市三維建模方法分析 

1.地形的三維建模方法分析。

數字城市在其自身的構建以及發(fā)展過(guò)程中，地形可以說(shuō)是其中非常重要的部分，也是基礎部分，同時(shí)也是三維實(shí)體空間構建的基礎。在實(shí)際操作過(guò)程中，其自身主要是將衛星遙感技術(shù)獲取到的影像，通過(guò)一系列的修整以及調整之后，得出的正射影像來(lái)對數字高程模型的構建起到一定的輔助性作用。

DEM主要是以數字化的形式來(lái)將地面表面形態(tài)進(jìn)行充分的展示，能夠將信息資料進(jìn)行詳細的分析，并且對地理位置的核心部分進(jìn)行探究。DEM自身的數據在獲取可以分為三種形式。

首先，可以利用野外測量?jì)x或者是其他的一些設備，對野外一些復雜地區進(jìn)行實(shí)地考查和測量分析，這樣獲取到的數據具有一定的真實(shí)性和有效性。但這種方法不適合一些大范圍的數據獲取。

其次，將地形圖數字化處理，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數據，這種方法在實(shí)踐當中能夠快速有效，并且保證數據的真實(shí)性。

最后一種就是全數字攝影測量方法，在實(shí)際操作過(guò)程中，主要是將衛星遙感影像作為基礎，利用這種方法來(lái)獲取到所需要的數據，與此同時(shí)，需要借助一些專(zhuān)業(yè)的儀器設備才能夠保證數據自身的穩定性和有效性。 

2.     地物的三維建模方法分析。

當前，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的建模方法基礎上，也就是將二維城市自身的GIS數據直接轉換成為三維的方式，這種方法在實(shí)踐當中，不僅省時(shí)、省力，而且還能夠節省經(jīng)費的投入。但是，二維GIS數據在實(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三維建模過(guò)程中所需要的信息數據。

其次，在CAD建模方法的基礎上，通過(guò)一些建模軟件，比如3Dmax等等，與實(shí)際情況進(jìn)行有效結合之后構建相對應的三維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上，也就是在實(shí)際操作過(guò)程中，利用立體得到的影像數據以及數字攝影測量技術(shù)，將這兩個(gè)技術(shù)作為基礎的保障，之后根據影像當中所得出的第五坐標來(lái)對其進(jìn)行數字模型的構建。 

二、三維可視化技術(shù)探討 

1.     三維可視化技術(shù)現狀分析。

三維可視化技術(shù)在當前現代化社會(huì )的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)被廣泛地應用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當中，并且在實(shí)踐當中取得了一定的效果。而三維可視化技術(shù)的出現以及應用，不僅是為我國自身帶來(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)的廣泛應用，在一定程度上促使了整個(gè)社會(huì )的發(fā)展。

比如對于數字城市三維來(lái)說(shuō)，要實(shí)現城市三維的可視化，城市實(shí)體三維建模是其中非常重要的環(huán)節之一，也可以說(shuō)是基礎部分，而在實(shí)際操作過(guò)程中，對于一些城市實(shí)體的分析和表達更是其中不可避免的環(huán)節和內容。從當前的形勢可以看出，三維可視化技術(shù)大多數都是以三維軟件的形式來(lái)進(jìn)行表達和展示的，三維軟件包括一些建模軟件、平臺軟件或者是在實(shí)踐當中的應用軟件等等。 

2.     可視化應用系統的框架研究。

城市三維可視化主要是通過(guò)對三維地形或者實(shí)物的實(shí)際構成進(jìn)行情況詳細分析和研究，之后利用計算機圖形學(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(guān)性和真實(shí)性，將空間數據盡可能地可視化處理，這樣一來(lái)，三維空間數據就能夠很有效地為三維可視化的實(shí)現打下良好的基礎。三維可視化應用系統的框架在實(shí)際構建過(guò)程中，主要是利用數據的提取以及其自身相對應的處理模塊來(lái)相互組合而成，在這其中還包括三維景觀(guān)生成模塊以及三維景觀(guān)瀏覽模塊等。

數據的提取與相對應的處理，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(xiàn)全部都引入到三維地理信息系統中，根據實(shí)際情況，構建出相對應的三維模型。與此同時(shí)，可以結合實(shí)際情況，將相關(guān)的數據輸入，并且建立起相對應的屬性數據庫，這樣能夠促使建筑物自身的模型構建得更加順利。

三、數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.     模型層次細節。

模型層次細節主要是指在實(shí)際操作過(guò)程中，物體與視點(diǎn)之間的距離，通過(guò)相互之間的遠近距離來(lái)對模型精細的程度進(jìn)行分析和確定。在實(shí)際操作虛仿真的過(guò)程中，數據量非常的龐大，所以一定要采取有效的措施對其進(jìn)行科學(xué)合理的實(shí)時(shí)性處理，精細程度能夠在一定程度上直接決定數據的處理速度。所以，在這種形勢下，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，即使交錯出現也不會(huì )導致數據自身承受很大的壓力，并且還能夠真正地達到預期的效果。 

2.     模型分塊。

模型分塊主要是指在實(shí)際操作過(guò)程中，根據模型所在空間位置的不同，將其劃分成為不同的區域，這樣在對數據進(jìn)行實(shí)際處理的過(guò)程中，能夠將模型自身的各個(gè)模塊特點(diǎn)和優(yōu)勢特征充分地發(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省系統自身的資源投入，而且還能夠將資源最大化地利用。與此同時(shí)，可以將資源與模塊層次化進(jìn)行有效的結合，這樣不僅能夠促使數據量被科學(xué)合理地控制，而且還能夠提升在實(shí)踐當中對數據的整體處理速度，從而使得演示更加流暢和生動(dòng)具體。 

四、結束語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際操作過(guò)程中，為了將數字城市全面地推進(jìn)，在實(shí)施過(guò)程中，要逐漸打破傳統方式方法的局限性，利用三維立體的方法來(lái)進(jìn)行模型的構建，這樣不僅能夠將數字城市以一種全新的面貌呈現出來(lái)，而且還能夠從根本上推動(dòng)整體城市經(jīng)濟的發(fā)展?？梢暬鳛橐环N動(dòng)態(tài)性比較強的技術(shù)，讓數字城市逐漸成為現實(shí)，在實(shí)際操作過(guò)程中，將其科學(xué)合理地應用其中，不僅能夠促使城市的規劃、管理以及建設更加先進(jìn)和方便，而且還能夠促使理論與實(shí)踐的有效結合，為數字城市化的推進(jìn)和發(fā)展起到真正有效的推動(dòng)作用。 

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