淺談數(shù)字城市三維建模項(xiàng)目開展的要點(diǎn)

摘 要：隨著政府和大眾對空間定位數(shù)據(jù)及應(yīng)用不斷增長的需求，城市的信息化將逐漸從傳統(tǒng)的二維符號化進(jìn)步到直觀的三維可視化，國家測繪地理信息局倡導(dǎo)的數(shù)字城市建設(shè)正包括了這一內(nèi)涵。數(shù)字城市三維模型建設(shè)的主要內(nèi)容是在二維地圖基礎(chǔ)上，把城市地形地物進(jìn)行三維空間建模，形成室內(nèi)外、地上下帶可量測空間信息和現(xiàn)實(shí)紋理的三維地圖數(shù)據(jù)，有多學(xué)科、較復(fù)雜、藝術(shù)性、主觀性等特點(diǎn)。因此，城市三維建模項(xiàng)目開展需要注意哪些要點(diǎn)，也成為了一個研究的內(nèi)容。文章以數(shù)字城市三維建模項(xiàng)目開展的要點(diǎn)為研究對象，結(jié)合數(shù)字城市三維建模項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討了數(shù)字城市三維建模項(xiàng)目在開展時需要注意的主要要點(diǎn)，最后在結(jié)尾提出筆者的總結(jié)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字城市；三維建模；要點(diǎn)

1 引言

因數(shù)字城市三維模型的藝術(shù)性和主觀性等特點(diǎn)，三維城市建模項(xiàng)目的開展與傳統(tǒng)測繪項(xiàng)目存在較大差別，城市三維建模所關(guān)注的要點(diǎn)也有所不同。除了如傳統(tǒng)測繪同樣關(guān)注的平面精度、拓樸關(guān)系、空間屬性外，三維城市還特別關(guān)注美觀性、仿真度、整體協(xié)調(diào)性、結(jié)構(gòu)精細(xì)度和完整性、物體高度等內(nèi)容。因此，在項(xiàng)目實(shí)施的角度來看，數(shù)字城市三維建模項(xiàng)目的開展也需要根據(jù)自身的關(guān)注重點(diǎn)而制立開展的要點(diǎn)。

通過4年20多個城市的三維模型生產(chǎn)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，作為三維城市建模項(xiàng)目的發(fā)起單位角度，我認(rèn)為項(xiàng)目開展的要點(diǎn)包括選取準(zhǔn)確的建模精度、建立更新維護(hù)機(jī)制、挑選合理承建商、制定完備的項(xiàng)目計(jì)劃、樣本區(qū)測試、費(fèi)用預(yù)計(jì)6個方面。

2 數(shù)字城市三維建模項(xiàng)目開展要點(diǎn)分析

數(shù)字城市三維建模項(xiàng)目的開展，第一要點(diǎn)是要確定建模數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，而三維建模數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)應(yīng)該是建模精度，因此三維建模項(xiàng)目開展的首個要點(diǎn)是選取準(zhǔn)確的建模精度；城市三維模型建立完成后，主要是用于管理分析和應(yīng)用，在目前來講，我們大多數(shù)三維建模項(xiàng)目前期做得很好，但在后期更新維護(hù)機(jī)制上就往往考慮得較少，造成了項(xiàng)目虎頭蛇尾的情況，不能長期和持續(xù)性地使用，所以我們認(rèn)為三維建模項(xiàng)目開展的。第二要點(diǎn)是建立長期有效的更新維護(hù)機(jī)制；第三要點(diǎn)是挑選合適的承建商，因?yàn)槿S城市模型的建設(shè)，不僅僅需要常規(guī)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，更需要三維空間立體的判斷力和還原力，以及制作美感的藝術(shù)性質(zhì)；第四要點(diǎn)和絕大多數(shù)數(shù)據(jù)生產(chǎn)項(xiàng)目一樣，是制定完備的項(xiàng)目計(jì)劃，以有效地指導(dǎo)項(xiàng)目的高效實(shí)施；第五要點(diǎn)是進(jìn)行必要的樣區(qū)試驗(yàn)，以適應(yīng)和驗(yàn)證不同區(qū)域不同需要的項(xiàng)目結(jié)果；第六要點(diǎn)是費(fèi)用，應(yīng)該避免花1塊錢干2塊錢事的想法和模式。

2.1 選取準(zhǔn)確的建模精度

數(shù)字城市三維建模開展前，應(yīng)該從應(yīng)用的角度、經(jīng)費(fèi)情況、后期的擴(kuò)展和更新維護(hù)等方面先確定項(xiàng)目的建模精度。精度定位的選取非常重要，選取的結(jié)果直接影響到建模的生產(chǎn)效率、建模成果效果、應(yīng)用深度、擴(kuò)展空間等。在大多數(shù)據(jù)的數(shù)字城市三維建模任務(wù)中，精度的定位一般在招投標(biāo)時已經(jīng)確定，并包括已有數(shù)據(jù)的情況、建模的現(xiàn)勢節(jié)點(diǎn)和范圍、建模成果的精度要求和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等。如招標(biāo)要求或客戶沒有確定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)時，則必須先根據(jù)客戶開展項(xiàng)目的意圖和后期計(jì)劃的更新拓展，確定一個客戶簽字確認(rèn)的精度指標(biāo)，包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和色調(diào)方案、平臺架構(gòu)功能等內(nèi)容。

2.2 建立更新維護(hù)機(jī)制

更新維護(hù)機(jī)制的建立是確保建模成果可持續(xù)使用的基礎(chǔ)。三維建模大多是還原客觀現(xiàn)實(shí)世界，而現(xiàn)實(shí)世界是隨著時間的推移不斷變化的，這種實(shí)地的變化如不反映到模型成果中，又會影響到模型成果的正常準(zhǔn)確地使用。因此，需要建立一個模型的更新維護(hù)機(jī)制，根據(jù)什么樣的時間間隔、什么樣的分塊、什么樣的方式、什么樣的接口，把舊的模型更新為變化了的模型。

2.3 挑選合適承建商

城市三維模型的生產(chǎn)，并不是一個簡單、重復(fù)的流水線工作，特別是對色彩的理解不同的人有不同的觀點(diǎn)，可以說有藝術(shù)的成份，沒有完全固定的公式可用。且現(xiàn)階段三維模型的生產(chǎn)又可歸類到勞動密集性工作，沒有全自動的捷徑。承建商的挑選，可以從一個企業(yè)的建模技術(shù)、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、從業(yè)人員能力和數(shù)量、儀器的數(shù)量和先進(jìn)性、工作場地等要素綜合實(shí)力評判。

2.4 制定完備的項(xiàng)目計(jì)劃

在三維建模項(xiàng)目開展前，需要制定項(xiàng)目計(jì)劃。包括各工序的起止時間，投入人員設(shè)備，質(zhì)量控制流程，成果形式和提交等內(nèi)容。三維建模的內(nèi)容包括了常規(guī)測量、航測遙感、信息調(diào)查、GPS新型測量、三維激光掃描等學(xué)科內(nèi)容，是一個兼顧內(nèi)外業(yè)的工作，不同的天氣和氣候情況也會對建模工作產(chǎn)生影響。因此在制定項(xiàng)目工期計(jì)劃時需要考慮到不到區(qū)域的氣候特征，不同時期的天氣特點(diǎn)，特別應(yīng)該避開雨雪季節(jié)。在投入人員設(shè)備方面，需要根據(jù)建模的精度要求和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮測區(qū)的地物密度和復(fù)雜程度。質(zhì)量控制的計(jì)劃最重要的是要準(zhǔn)確把握標(biāo)準(zhǔn)的度，三維建模的標(biāo)準(zhǔn)只能框架性地規(guī)定建模的基本要求，在一些模型色調(diào)、細(xì)節(jié)處理、光影效果等方面，還需要人進(jìn)行主觀地掌握，當(dāng)模型生產(chǎn)完成后，質(zhì)檢度的差異，會產(chǎn)生具大的沒有必要意義的修改工作量。成果的格式和提交方式要考慮模型成果入庫管理和應(yīng)用平臺后進(jìn)行調(diào)試、整合、優(yōu)化等操作所花的時間。

2.5 樣本區(qū)測試

因三維建模的標(biāo)準(zhǔn)大多只能確定框架性的能量化的指標(biāo)，在模型色調(diào)、細(xì)節(jié)處理、光影效果等不能量化的內(nèi)容上無法規(guī)定，且不同的人對同樣成果的效果也有不同的觀點(diǎn)和看法。因此，在三維建模項(xiàng)目全面展開前，一般需要選取一塊能涵蓋測區(qū)各類地物特征，面積不大于1平方公里的區(qū)域先制作樣本區(qū)。樣本區(qū)的生產(chǎn)涉及了一個建模工序的完整流程，主要為了確定建模流程的合理有效，模型成果的精細(xì)程度和色調(diào)滿足要求，可視化三維模型的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫測試管理應(yīng)用平臺和模型數(shù)據(jù)和兼容性和可操作性，并讓客戶直觀地看到按預(yù)想流程生產(chǎn)出來的成果是不是他們想要的滿意成果，并進(jìn)行確認(rèn)和后階段模型生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

2.6 費(fèi)用預(yù)計(jì)

城市三維建模的費(fèi)用根據(jù)不同的建模精度、等級、內(nèi)容要求，有不同的費(fèi)用需求，就目前而言，數(shù)字城市三維模型建立的費(fèi)用一般在3至5萬元每平方公里。

3 結(jié)束語

一個城市的三維模型建設(shè)是城市數(shù)字化和信息化的名片，以其獨(dú)有的三維直觀可視特性，逐漸得到政府決策部門的重視，和人民大眾在生活生產(chǎn)中所接受。三維城市建模項(xiàng)目的開展，與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)整理建庫等項(xiàng)目有較大不同，除了要考慮平面上的信息內(nèi)容外，還需要考慮到高度方向的信息和內(nèi)容，因此在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺上都有更多制約。本文作者結(jié)合在多個城市開展三維建模項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了6點(diǎn)三維建模項(xiàng)目開展的要點(diǎn)，希望能對管理和實(shí)施城市三維建模的相關(guān)人員能有幫助。

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