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“数字都会”中三维模子数据的建立与使用

2017-08-28刘影《测绘转达》
择要:数字都会建立已成为以后都会信息化建立的次要目的。本文从数字都会建立和三维天文数据的使用动身,继而论述了三维天文数据在数字都会建立的作用。三维天文数据的建立可以预览都会形状的开展变革,对片面推进数字都会建立和开展起到推进的作用。
要害字:三维数据、数字都会、三维都会、都会建立
媒介
“数字都会”是都会信息化开展的偏向,是数字地球的一局部,三维天文信息数据是“数字都会”的紧张底子空间信息。都会三维数据的创建可以全方位地、直观地给人们提供有关都会的种种具有真实感的场景信息,并可以以第一人称的身份进入都会,感觉到与实地察看类似的体验感。创建基于真实影像的“三维数字都会”,人们可以直观的从三维都会上判读处山水、河道、楼宇、路途。借助传统立体舆图的观点,叠加空间矢量数据,地物兴味点数据、以及三维模子数据构成可视化“三维数字”都会展示体系。
随着天文信息新技能的不停呈现和“数字都会”建立步调的加速,都会三维天文数据作为一种新的都会空间信息数据越来越遭到都会计划、建立和办理部分的喜爱。作为三维天文信息体系建立的底子性、中心内容,都会三维天文信息数据的建立状况,决议了三维天文信息体系使用广度与深度。由于都会计划的联系关系性和前瞻性要求较高,都会计划不停是三维可视化技能使用的次要范畴,创建基于影像的都会三维体系,构建真实、正确的假造都会场景,及时互动地评价与剖析计划方案,为都会计划的决议计划提供愈加直观与迷信的根据,这是传统手腕如立体图、结果图、沙盘以致动画等所不克不及到达的,是当今都会计划信息化开展的紧张偏向。
一、“数字都会”的数据组成
三维“数字都会”模子次要由底子数据和三维天文模子数据构成。
底子数据:包罗数字线划数据、影像与纹理数据、数字空中模子和工具属性数据等。
三维天文模子:包罗地形建模、比力规矩的实体建模、树木草地建模、小品建模和殊效的绘制(如火、烟雾等殊效)。都会三维建模是为都会计划、建立、运营、办理和数字都会建立提供技能办事的底子,是都会经济建立和社会开展信息化的底子性事情。
二、数字都会制造中三维模子数据处置与制造尺度
三维模子数据处置包罗图形数据处置与影像处置两局部,此中,图形数据处置分为二维矢量图形处置和三维模子制造,栅格处置分为影像处置和相片改正。
以后,GIS范畴已有美满的DLG、DOM处置东西和流程,并构成相干尺度和标准,这里不再赘述。上面次要讨论三维模子的制造。三维模子制造尺度次要包罗以下9个方面:
(1)模子坐标系
具有一致的三维天文坐标是制作大范围三维场景和使用体系的底子。武汉市三维数字舆图体系建立以国度1:2000和1:500地形图为底子,以使该体系能与其他GIS和丈量体系兼容。为使三维模子可以顺遂、准确地导入数据库,一切坐标都应基于一致的坐标系。
(2)模子的根本单元
都会大比例尺地形图通常接纳接纳立体坐标系,以米为单元,因而模子制作也应以米为根本单元,按实践地物的实践尺寸建模,尺寸精度依据该模子所处的LOD级别而定。
(3)模子的制造
 都市圈“数字都会”项目中三维模子制造一样平常包括8个次要的建模步调,包罗:地形图预处置、地形图导入、白模创立与修正、三维精密化建模、模子历程反省、修建纹理贴图、模子定名与分组及设置装备摆设记载与导出。
修建三维模子制造流程
地形图是三维建模的根据,但地形图由于体现方法限定,在图面存在许多笔墨、标记等形貌信息。这些信息由于没有高程属性或层叠严峻,在导入3DMAX之后,容易发生空间地位上的偏向与错位,乃至呈现乱码。这些都将给建模历程中的捕获、编辑等操纵带来许多不用要的贫苦,故二维地形图在导入3DMAX之前,需利用都市圈自主研发的插件举行处置,突出修建的表面特点,对地形图中非要害要素的点、线、注记、添补图案等信息,经过删除或图层隐蔽等方法举行简化处置。
地形图处置前
地形图处置后
整合数据导出导入次要是将必要建模的修建底座从地形图中导出,并导入到3dmax软件平台中。使用都市圈自主研发的一系列插件东西,勾取导入的地形图图的楼房地表底座基线,参考三维地形图数据的模子高度,依照模子实践高度举行地外表拉升,创立修建白模。依据收罗的模子照片数据,对模子举行三维建模事情和纹理贴图操纵,一样平常修建纹理贴图次要是将处置完成的纹理数据,依照对应的地位贴到三维模子上。
三维修建模子完成贴图后,颠末都市圈自主研发的反省东西,举行批量的主动反省和建模职员互检后,模子完成后,依据要求需对模子举行分组并定名,构成较终的模子效果数据。
(4)模子定位参考点
每个模子必需有效于定位的参考点。定位参考点是模子的部分坐标系的Ô¬点,用于准确定位模子的空间地位,这关于援用三维场景中相反或相似的地物十分有效(如:电杆、路灯、交通灯等)。武汉市三维数字舆图建模划定:模子的定位点为地形图上该地物外接矩形的中心,纵向为模子较低点。
(5)模子的高度
都市圈“数字都会”项目中模子的高度,尤其是修建物高度,依据差别细节水平模子的体现必要,可接纳以下三种方法确定:体块模子、底子模子的创建,可依据现有二维GIS数据(如:楼层数)确定修建物及其他要素的高度;质量要求较高的模子,可接纳航片平面绝对、激光测高仪或LiDAR确定修建物及其分段部位的高度;精密模子从修建设计图或施工图取得。
(6)样条曲线∕面的利用
样条曲线∕面能用较少的参数精致地体现一连外表,但转化为通用款式(如3DS)后会带来宏大的数据量,因而模子的制造只管即便不接纳样条曲线∕面,大概在利用后将其转化为折线,尔后举行曲线∕面优化。
(7)相片处置
关于实地拍摄的相片,必需先辈行透视改正,然落伍行色彩的调解,关于尺度级别以上的模子,还必要明白遮挡物,以取得精良的视觉结果,较后依据地物地点的分区编号、修建编号标准纹理称号。
(8)纹理映射
纹理映射只接纳散射贴图(Diffuse)和通明贴图(Opacity)。三维建模软件通常都支持丰厚的纹理映射方法,但通用互换文件款式通常只支持有限的几种,因而,纹理映射应只接纳较常用的贴图方法。
(9)模子的制造东西与效果提交情势
都市圈“数字都会”项目建模东西制造的模子以两种方法提交:一种为建模东西默许的款式(如:MAX文件),一种为转换的3DS文件,并以文件夹的情势提供纹理,模子文件名、文件夹的名字应相反。
三、三维数据在都会建立中的使用
三维数据以其壮大的功效和使用的普遍改动了都会计划和修建设计体现情势从传统结果图、沙盘模子、三维动画的设计形式提拔到数字技能开展的厘革。更紧张的是完成了对都会情况从已往到将来变革形态及趋向举行迷信的仿真、模仿和展望。
(一)三维数据在都会建立中帮助计划剖析
都市圈“数字都会”三维模子数据使用都会空间数据创建一个传神的、平面的、可交互的假造都会情况,可完成都会计划的全方位、主动化设计理念,而且使用三维可视化技能构建的假造都会景观可以从浩繁的计划方案中选择具有较佳效益的一个,次要是帮助计划办案职员愈加标准的、迷信的举行商业办公。
 

计划方案的比拟图
(二)三维数据为人类运动带来的便当使用
都市圈“数字都会”三维模子数据建成后经过体系功效对三维场景的光影剖析以及景观视域的模仿评价。经过拉动工夫轴,可以在三维渲染屏幕上欣赏片区改革后关于周边修建物的景旅行照结果的剖析评价。经过三维数据的时光剖析后果,明晰表现楼宇的光芒亮堂度和可见阳光的地区和工夫变革状况,为各人外出运动提供便当。
四、完毕语
数字都会建立已成为测绘范畴一个重点研讨工具,三维“数字都会”建立是一项巨大的的体系工程,在设计时就要根据项目使用需求和信息共享必要,确定好三维模子的精度和制造技能尺度,包管效果满意设计要求和使用要求。都会三维信息体系的建立必将成为数字都会体系建立的次要内容之一,它将使用都会现有的空间天文信息、政务信息等信息资源和通讯底子办法,经过都会建模和三维景观可视化,完成都会真实三维景观再现,为电子政务、商业使用和大众办事搭建3D GIS办事平台。
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