数字城市技术在"数字鄂州"中的应用与实践

"数字城市(CyberCity)"是关于城市的一种逼真的三维数字表示,使人们可以探察汇集有关城市的自然和人文信息,并与之互动。三维城市模型是数字城市的基本内容,不仅具有多种细节层次的几何表达,还提供具有相片质感的表面描述如逼真的材质和纹理特征以及其他相关的属性信息。在2003年,湖北省第二测绘院基于CCGIS软件进行了对数字鄂州三维重建的探讨。通过这些实践,有关数字城市GIS建设的关键技术问题得到了深入研究。本文将重点介绍有关"数字鄂州"的具体实现过程以及应当注意的一些问题。     

三维城市模型中建筑物LOD模型研究

建筑物模型在三维城市模型(3DCM)中占有相当大的比重,建筑物模型多细节层次(LOD)的建立和表达直接关系到三维城市模型的整体显示效率和真实表现力,是三维城市模型的重要研究内容之一。本文从建筑物模型的纹理特征和几何结构出发,论述了建筑物LOD模型的建立原则,并从应用角度就建筑物各个细节层次模型的特点、应用范围与数据获取等方面进行了分析。     

数字城市技术在“数字鄂州”中的应用与实践

“数字城市(CyberCity)”是关于城市的一种逼真的三维数字表示，使人们可以探察汇集有关城市的自然和人文信息，并与之互动。三维城市模型是数字城市的基本内容，不仅具有多种细节层次的几何表达，还提供具有相片质感的表面描述如逼真的材质和纹理特征以及其他相关的属性信息。在2003年，湖北省第二测绘院基于CCGIS软件进行了对数字鄂州三维重建的探讨。通过这些实践，有关数字城市GIS建设的关键技术问题得到了深入研究。本文将重点介绍有关“数字鄂州”的具体实现过程以及应当注意的一些问题。     

倾斜影像的三维纹理快速重建

针对三维城市模型重建,提出了一种利用倾斜影像实现城市模型纹理快速重建的方法。该方法基于摄影测量计算机视觉理论,在事先处理得到城市建筑物数字表面模型的基础上,利用共线方程计算物方与像方的几何投影关系,获得建筑物的三维信息与纹理信息。通过一定的最优算法选择出地物面的理想纹理,实现城市建筑物纹理的自动提取及稠密建筑物纹理的遮挡处理。真实影像纹理重建的结果表明:应用本文方法进行三维城市模型纹理重建具有自动化程度高、效果逼真、成本低的特点,为快速、大面积的城市真三维模型纹理重建提供了一种有效的实现途径。     

顾及地物类别的倾斜摄影三维模型简化方法

基于倾斜摄影测量的三维建模已成为城市级实景三维建设的发展趋势。在城市三维模型中,由于植被表面不平整,需要用大量的三角面来刻画,但这并不是实景三维数据记录和表达的重点,并且大量的数据会给模型展示和应用带来很大的困难。因此,本文提出了一种顾及地物类别的倾斜摄影三维模型简化方法。首先,计算三维模型的纹理信息和几何信息,结合马尔可夫随机场(MRF)顾及空间一致性的优点提取植被;然后,采用二次误差测度(QEM)算法简化特定的植被区域;最后,对简化后的白膜模型进行纹理重映射。试验结果表明,本文方法能够准确提取并有效简化植被区域,纹理重映射的结果在外观上也与原始模型相差无几,取得了预期的良好效果。     

基于深度图像的小面元微分纠正方法研究

地面激光雷达数据和纹理影像结合的应用越来越广泛,如文物保护领域、虚拟现实、城市建设及智慧城市等,这些领域都需要建立三维模型。地面激光雷达技术能快速、精确地获取丰富的建筑物三维点云信息并存储到计算机中,结合高分辨率影像的纹理信息,可满足具有真实感三维模型的重建需求,但在地面激光雷达数据和纹理影像结合生成彩色三维模型的过程中,纹理映射时,以影像为单位进行分块映射,相邻纹理分块之间会产生几何接缝现象,导致映射后的模型真实感程度降低。针对几何接缝问题,本文提出了基于深度图像的小面元微分纠正方法。     

基于倾斜摄影测量的油库精细三维建模方法研究

倾斜摄影测量三维建模技术对预防油库突发性危险监测具有较大作用,但其部分三维模型精度不能满足信息化平台精细模型的需求.本文针对无人机低空倾斜摄影测量在油库模型建模过程中存在的油罐三维模型漏洞、消防栓模型扭曲、油管模型变形等问题,提出一种基于倾斜摄影测量与多源数据融合的三维建模方法.实践表明:该方法能够解决模型漏洞、模型细节粗糙、模型纹理模糊等问题,可为"数字城市"提供信息化平台并得到应用.     

一种建筑信息模型与三维数字城市集成方法

BIM的发展为数字城市三维模型提供了更加精确的数据来源,现有研究主要关注BIM空间实体模型向三维表面模型转换,缺少建筑语义信息映射及整体集成方案研究。本文以构成建筑骨架的主要空间构件为研究对象,在参考IFC标准基础上,结合数字城市应用特点设计了具有空间语义一致性的建筑构件信息模型BCM,在此基础上提出建筑信息模型和三维数字城市集成方案。首先,基于CAD图纸开展BIM模型交互式构建,然后,通过空间和语义信息映射将其转换为BCM,并基于ArcGIS Geodatabase建立建筑构件信息库,在三维数字城市场景开展建筑构件信息的集成应用。该方案可实现建筑构件信息与三维数字城市的大规模集成,对推动数字城市向智慧城市发展,进一步开展建筑内外模型集成展示、建筑节能分析、内部设施管理等具有重要价值。     

倾斜摄影与三维GIS在房产估价中的研究

地理信息系统(GIS)技术强大的空间分析与属性数据处理能力,使得GIS技术被越来越多地应用于房产估价行业,然而,二维GIS技术难以表达具有大量空间属性信息的房产数据.本文首先利用倾斜摄影测量技术获取影像数据,依据影像数据生产城市区域的实景三维模型,然后采用三维GIS空间分析,通过对城市实景三维模型进行景观分析,获取对房产估价有重要影响的景观可视范围的量化信息,从而为房产估价提供了更为直观、科学、准确及立体化的数据支撑.     

基于DBM数据制作真正射影像图的方法探索

随着三维城市等新兴技术发展,真正射影像图需求也日益明显。传统正射影像图并未考虑如人工建筑物等空间目标,从而导致这些目标的中心投影变形依然存在,势必导致数字正摄影像(DOM)中出现建筑物倾斜、遮挡等问题。据此,总结了一种利用数字建筑物模型(DBM)数据进行真正射数据的处理方法。真正射影像重建的结果表明:应用本方法进行三维城市模型重建具有自动化程度高、效果逼真、成本低的特点,为快速、大面积的城市真三维模型纹理迅速重建提供了一种有效途径。