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数字城市三维建模方法及三维可视化技术探讨

2018-12-18

在城市自身的发展中，将数字与其进行有效结合，能够推动数字城市以及地理信息系统的有效建设和实施。数字城市的建设已经能够为各个行业领域提供非常权威、唯一、有效的空间信息平台，促使城市各个部门之间能够形成良好的互通和相互协作的能力和状态。在实际操作过程中，利用地理信息在政府宏观决策、应急管理以及社会公益服务等各个方面起到良好的作用，在保证提高人们日常生活质量和水平的基础上，能够推动社会经济的整体发展，为数字城市未来的发展打下良好的基础。

　　一、数字城市三维建模方法分析

1.地形的三维建模方法分析。

数字城市在其自身的构建以及发展过程中，地形可以说是其中非常重要的部分，也是基础部分，同时也是三维实体空间构建的基础。在实际操作过程中，其自身主要是将卫星遥感技术获取到的影像，通过一系列的修整以及调整之后，得出的正射影像来对数字高程模型的构建起到一定的辅助性作用。

DEM主要是以数字化的形式来将地面表面形态进行充分的展示，能够将信息资料进行详细的分析，并且对地理位置的核心部分进行探究。DEM自身的数据在获取可以分为三种形式。

首先，可以利用野外测量仪或者是其他的一些设备，对野外一些复杂地区进行实地考查和测量分析，这样获取到的数据具有一定的真实性和有效性。但这种方法不适合一些大范围的数据获取。

其次，将地形图数字化处理，也就是将地形图进行科学合理的扫描之后，利用相关软件对图象进行一定的矢量化。这样一来，在将地形自身的特征添加进去之后，能够直接得出DEM数据，这种方法在实践当中能够快速有效，并且保证数据的真实性。

最后一种就是全数字摄影测量方法，在实际操作过程中，主要是将卫星遥感影像作为基础，利用这种方法来获取到所需要的数据，与此同时，需要借助一些专业的仪器设备才能够保证数据自身的稳定性和有效性。

2. 地物的三维建模方法分析。

当前，建筑物在进行三维建模的过程中，主要的方法分为以下几种：

首先，在二维GIS的建模方法基础上，也就是将二维城市自身的GIS数据直接转换成为三维的方式，这种方法在实践当中，不仅省时、省力，而且还能够节省经费的投入。但是，二维GIS数据在实际操作过程中，其自身缺少三维状态，所以建模过程中，要将三维信息一并地融入其中，所以在利用这种方法进行操作的时候，一般来说，都会与DEM之间形成良好的合作状态，这样才能够从根本上弥补三维建模过程中所需要的信息数据。

其次，在CAD建模方法的基础上，通过一些建模软件，比如3Dmax等等，与实际情况进行有效结合之后构建相对应的三维CAD模型，其中一个或者是利用多个多边模型就能够相互之间形成一个三维CAD模型。

最后是在遥感影像建模的基础上，也就是在实际操作过程中，利用立体得到的影像数据以及数字摄影测量技术，将这两个技术作为基础的保障，之后根据影像当中所得出的第五坐标来对其进行数字模型的构建。

二、三维可视化技术探讨

1. 三维可视化技术现状分析。

三维可视化技术在当前现代化社会的发展过程中，已经被广泛地应用到各個行业领域当中，并且在实践当中取得了一定的效果。而三维可视化技术的出现以及应用，不仅是为我国自身带来了非常多的便利条件，同时也为世界带来了很多的可能性，这种技术的广泛应用，在一定程度上促使了整个社会的发展。

比如对于数字城市三维来说，要实现城市三维的可视化，城市实体三维建模是其中非常重要的环节之一，也可以说是基础部分，而在实际操作过程中，对于一些城市实体的分析和表达更是其中不可避免的环节和内容。从当前的形势可以看出，三维可视化技术大多数都是以三维软件的形式来进行表达和展示的，三维软件包括一些建模软件、平台软件或者是在实践当中的应用软件等等。

2. 可视化应用系统的框架研究。

城市三维可视化主要是通过对三维地形或者实物的实际构成进行情况详细分析和研究，之后利用计算机图形学或者是其自身的图象处理技术，将城市的实体以一种三维图形模拟的形式呈现在大众的面前。在实际操作过程中，要保证地理要素的直观性和真实性，将空间数据尽可能地可视化处理，这样一来，三维空间数据就能够很有效地为三维可视化的实现打下良好的基础。三维可视化应用系统的框架在实际构建过程中，主要是利用数据的提取以及其自身相对应的处理模块来相互组合而成，在这其中还包括三维景观生成模块以及三维景观浏览模块等。

数据的提取与相对应的处理，主要是指在实际操作过程中，将已经获取到DEM、正射影响以及矢量线全部都引入到三维地理信息系统中，根据实际情况，构建出相对应的三维模型。与此同时，可以结合实际情况，将相关的数据输入，并且建立起相对应的属性数据库，这样能够促使建筑物自身的模型构建得更加顺利。

三、数字城市三维可视化实施过程中所涉及的技术分析

1. 模型层次细节。

模型层次细节主要是指在实际操作过程中，物体与视点之间的距离，通过相互之间的远近距离来对模型精细的程度进行分析和确定。在实际操作虚仿真的过程中，数据量非常的庞大，所以一定要采取有效的措施对其进行科学合理的实时性处理，精细程度能够在一定程度上直接决定数据的处理速度。所以，在这种形势下，精度的选择就显得更加的重要，因此，最好的方式方法就是进行分层，不同的层次模型利用不同的精细程度来进行划分。这样在实际操作过程中，即使交错出现也不会导致数据自身承受很大的压力，并且还能够真正地达到预期的效果。

2. 模型分块。

模型分块主要是指在实际操作过程中，根据模型所在空间位置的不同，将其划分成为不同的区域，这样在对数据进行实际处理的过程中，能够将模型自身的各个模块特点和优势特征充分地发挥出来。在实际操作过程中，如果模型自身的空间范围呈现出比较大的状态时，可以直接利用模型分块技术，这样一来，不仅能够从根本上节省系统自身的资源投入，而且还能够将资源最大化地利用。与此同时，可以将资源与模块层次化进行有效的结合，这样不仅能够促使数据量被科学合理地控制，而且还能够提升在实践当中对数据的整体处理速度，从而使得演示更加流畅和生动具体。

四、结束语

综上所述，在实际操作过程中，为了将数字城市全面地推进，在实施过程中，要逐渐打破传统方式方法的局限性，利用三维立体的方法来进行模型的构建，这样不仅能够将数字城市以一种全新的面貌呈现出来，而且还能够从根本上推动整体城市经济的发展。可视化作为一种动态性比较强的技术，让数字城市逐渐成为现实，在实际操作过程中，将其科学合理地应用其中，不仅能够促使城市的规划、管理以及建设更加先进和方便，而且还能够促使理论与实践的有效结合，为数字城市化的推进和发展起到真正有效的推动作用。