城市三維建模數(shù)據(jù)采集方法分析

臧麗麗

遼寧省城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110000

現(xiàn)代城市的規(guī)模不斷擴大，城市的功能也越來越復(fù)雜，在城市建設(shè)中如果有一環(huán)出現(xiàn)錯誤就會導(dǎo)致后續(xù)的建設(shè)難以進行，嚴(yán)重影響城市化的發(fā)展。因此，對城市進行三維仿真，在模擬城市的基礎(chǔ)上進行適當(dāng)?shù)牟僮鳎捎谀M城市與現(xiàn)實城市的各種信息基本相同，所以在模擬城市中的各種執(zhí)行策略可以充當(dāng)現(xiàn)實城市的建設(shè)依據(jù)。

1 城市三維建模的背景與意義

在社會發(fā)展的過程中，城市是人類文明的集中產(chǎn)物，城市的功能決定著人類的生產(chǎn)生活水平，隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，城市信息化水平是一個城市的發(fā)展程度的重要衡量指標(biāo)。由于現(xiàn)階段，城市的發(fā)展已經(jīng)形成了復(fù)雜的信息體系，城市信息化的建設(shè)與優(yōu)化是一項十分龐大的工程，且其中任何一環(huán)的建設(shè)發(fā)生錯誤都會導(dǎo)致城市功能的效果不能完美的實施。因此，數(shù)字城市逐漸步入人們的視野。數(shù)字城市是將城市中的各種信息集中整合，通過相關(guān)的技術(shù)仿真軟件進行城市發(fā)展，構(gòu)建出一個高度逼真的模擬城市。現(xiàn)實中的對于城市的各種策略都可以現(xiàn)在該模擬城市中進行試驗，通過多次試驗的結(jié)果不斷優(yōu)化執(zhí)行的策略方案，最終得出最優(yōu)的執(zhí)行策略，再投入到現(xiàn)實城市當(dāng)中。這樣可以有效的避免現(xiàn)實城市的建設(shè)不合理等現(xiàn)象的產(chǎn)生[1]。

2 數(shù)字化城市的優(yōu)點

現(xiàn)階段，城市現(xiàn)代化的發(fā)展的一個重要的方向就是城市數(shù)字化。加快數(shù)字化城市的建設(shè)，可以為城市提供一套完善的信息化數(shù)據(jù)交流平臺，有效的共享城市中的各種信息，如政治、經(jīng)濟、文化、社會、環(huán)境等信息，通過高度整合這些信息，可以提高數(shù)據(jù)的使用效率，對城市進行更為合理的整體建設(shè)建議，避免重復(fù)性建設(shè)，提高了城市的建設(shè)效率。數(shù)字化城市可以為各個行業(yè)提高更好的服務(wù)，其主要優(yōu)點為可以促進城市科學(xué)化的管理、滿足電子政務(wù)建設(shè)的需求、提升人們的生活服務(wù)水平等。數(shù)字化城市為城市居民提高了良好的城市信息資源共享平臺，通過該平臺可以對城市中的各行各業(yè)進行具體的信息了解，為城市的管理者提高更加細節(jié)，更加具體，更加清晰的信息服務(wù)，城市的管理者可以基于這些信息可以做出更加全面，更加高效的行政策略。同時，該信息平臺也可以避免行政者在執(zhí)行政策時可能出現(xiàn)的計劃失誤以及管理混亂等弊端，有效的提高行政者的行政效率，提高政府在百姓中的公信力[2]。

3 城市三維建模數(shù)據(jù)采集方法

在數(shù)字化城市的三維建模過程中，城市中的各個參數(shù)的采集入庫是十分有必要的，采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否直接影響著三維模型能否對現(xiàn)實城市提高精確的模擬環(huán)境。在城市的三維模型建設(shè)中主要需要構(gòu)建地形地貌模型、現(xiàn)狀建筑物模型以及規(guī)劃設(shè)計模型，針對仿真的模型的不同，三維數(shù)據(jù)的采集方案也有很多種。

在構(gòu)建地形地貌三維模型的過程中主要可以通過以下方法進行數(shù)據(jù)采集。首先可以通過野外實地測量來獲取DEM數(shù)據(jù)。通過利用水平儀、經(jīng)緯儀、全站儀以及GPS等工具進行實地的數(shù)據(jù)采集。其次，可以以地形圖為數(shù)據(jù)源獲取DEM數(shù)據(jù)。地形圖是現(xiàn)場勘測者通過實地的考察設(shè)計的專業(yè)圖紙，其中包含著大量的實地信息，且數(shù)據(jù)來源真實可靠，并且數(shù)據(jù)是通過計算機計算得出，比人工測量具有更高的準(zhǔn)確性。同時，還可以通過攝影測量方式采集DEM數(shù)據(jù)。通過攝影可以快速的獲取大量的實地地形信息，在通過相關(guān)的技術(shù)對攝影到的圖像進行定向處理，再由計算機分析與處理得到地形信息，但此種方法測量精度較低，且對相關(guān)的操作人員的要求也較高。還可以通過對現(xiàn)有的DEM數(shù)據(jù)進行分析。現(xiàn)階段，各個地方針對各自擁有的領(lǐng)土都進行過多次的勘測，數(shù)據(jù)庫中含有大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)計者可以通過分析這些數(shù)據(jù)得到三維建模所需的數(shù)據(jù)。除了上述的方法可以采集到三維建模的數(shù)據(jù)外，還可以通過激光雷達、激光掃描等完成數(shù)據(jù)的測量工作。

在現(xiàn)狀建筑物模型數(shù)據(jù)采集的過程中，應(yīng)該采集到該區(qū)域內(nèi)的所有的建筑模型，交通模型，植被模型等。其主要需要采集的數(shù)據(jù)包含有三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)主要分為平面的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和建筑的高度數(shù)據(jù)。對于平面的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，常用的有以下三種方法。可以對紙質(zhì)的地形圖進行掃描，針對掃描結(jié)果獲取二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。還可以通過野外的實地測量來獲取數(shù)據(jù)。還可以利用遙感或航拍進行拍照測量。對于建筑高度的測量，主要可以通過針對建筑規(guī)劃時的設(shè)計圖紙進行必要數(shù)據(jù)的提取。通過已經(jīng)構(gòu)建好的建筑信息數(shù)據(jù)庫中提取建筑高度等信息。通過影像資料等相關(guān)信息提取建筑高度數(shù)據(jù)。通過遙感航拍進行實地拍攝快速準(zhǔn)確的獲取建筑的實際高度[3]。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代城市信息化建設(shè)的過程中，城市的三維建模是不可或缺的階段。通過城市的三維模型中的各種執(zhí)行策略中總結(jié)出完善的城市建設(shè)方案，從而減少現(xiàn)實城市建設(shè)的失誤。而城市三維建模中最為重要的就是現(xiàn)實城市中的實地數(shù)據(jù)的采集，只有精確的采集到相關(guān)數(shù)據(jù)才能構(gòu)建出科學(xué)合理的城市三維模型，才能保證三維模型中的策略執(zhí)行方案可以有效的應(yīng)用在現(xiàn)實城市中，才能面對越來越復(fù)雜的現(xiàn)代城市建設(shè)。