几种城市三维建模方式的比较

 城市三维建模作为数字城市构建的一项基本内容，已广泛应用于城市变化监测、环境监测、应急决策等等领域，建立高精度的数字城市模型是现阶段的重要任务。

三维建模的技术从传统的三维建模发展到基于摄影测量技术的三维建模、基于倾斜摄影测量技术的三维建模。采用何种建模技术直接影响到三维城市的建模精度和城市空间布局展现真实度，故需要对建模技术不断研究。

建模方式的比较

一、传统建模方式

传统建模方式依靠城市的二维矢量图，在建模精度要求不高的情况下，依据高度辅助数据建立建筑物白模型，通过人工拍摄的方式获得各种地物的

特征纹理，并对其进行美化处理，再在建模软件中将处理过的纹理映射到相应的白模型上，来实现三维建模。

传统建模方式的不足之处在于：

缺少建筑物的顶部信息；

建模时推算的高度精度不能达到要求；

某些新建或变迁地区的二维矢量图的缺失会影响该地区的建模。

 二、基于摄影测量技术的建模方式

基于摄影测量技术的建模方式是通过航拍获取同一地物不同视角的多张具有重叠度的影像，然后重建地物立体几何模型；利用一个立体像片对，恢复内、外方位元素，最终完成影像的内定向和绝对定向，实现DLG制作；最后结合立体像对和DLG制作三维模型。 

这种建模方式的缺点是，由于某些建筑物比较复杂和建筑物之间的阴影、遮挡等原因，进行影像匹配的时候会存在误差；重建工作量较大，“自动化”程度比较低。

三、基于倾斜摄影测量技术的建模方式

倾斜摄影测量技术是利用飞行平台搭载多个传感器，分别从垂直、倾斜等角度获取地面同一地物的不同影像。

基于倾斜摄影测量技术的建模方式，是通过专用的软件对获得倾斜影像进行处理，从而对地面场景进行重建。

缺点在于：

不能将某些建筑物模型从城市三维模型中单独分离出来，不能满足对单个建筑物分析管理的需要；

对于机载激光LIDAR技术获得高精度三维点位坐标来说，精度相对较差；不能为城市提供数字高程模型。 

通过以上比较可以发现，目前的几种建模方式都不具备快速建立高精度、实景城市模型的特点。故需要探索一种新兴的建模方式满足城市建模的需求。

四、基于机载激光LIDAR和倾斜摄影技术的建模方式

机载激光LIDAR和倾斜摄影这两种测量技术相结合的建模方式，一种新兴建模方式，该建模方式能利用机载激光LIDAR快速大面积地获得城市地物的高精度的三维点位坐标，通过高精度的三维点位坐标———点云来建立城市三维模型的白模型；

同时，利用倾斜摄影测量来获得同一地物的不同影像，可以获得城市地物的丰富纹理，然后通过映射技术将纹理映射到城市三维模型上。该方式结合激光雷达技术和倾斜摄影技术的一站式三维实景城市解决方案，能直观真实地体现城市现状。 

相比较以上几种建模方式，基于机载激光LIDAR和倾斜摄影技术的建模方式有如下特点：

1、快速获取大范围地物空间信息及多角度影像信息；

2、真实反映城市三维地形状况，城市纹理真实，实现真正的实景三维城市建模；

3、模型定位精度高，满足1:1000测图要求，模型要素全面、细节丰富；

4、建筑模型具备可量测精度———高程精度优于３０ｃｍ；

5、技术效率高、周期短；

6、基于三维实景城市进行量测、分析应用；

7、提供城市三维模型，DOM，DEM，，点云数据和可量测的影像库。

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