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摘 要 ：随着国家测绘地理信息局主导的“数字城市地理空间框架建设”项目的深入推进,三 维数字城市建设也得到了快速发展,并逐渐成为一个地区乃至一个城市信息化水平的重要标志.本文以实际的三维建模数据生产工作来说明 3ds Max 软件建立城市三维模型的流程.最后,对 3ds Max 软件与其他建模软件进行了分析比较.实践证明,基于 3ds Max 的城市三维建模技术为基础模型的建立提供了有效的手段,是一种可行的解决方案

关 键 词 ：数字城市；城市三维模型；3ds Max；CityMaker

引言

数字城市在城市规划,建筑规划,交通控制,等领域有着广泛的应用.伴随着计算机硬件的不断发展,数字城市建设工作进一步发展与深入,虚拟现实技术、空间信息可视化技术、三维 GIS 技术、图形图像技术等相关技术进一步融合,极大地推动了数字城市建设的发展.

在数字城市建设过程中,建模是一项非常繁杂的工作,需要耗费大量的人力物力资源.因此,三维城市建模已成为数字城市研究的热点.常用的建模方法主要有：基于图像的建模与绘制,从遥感影像重建的三维城市模型；基于点云的建模,利用激光扫描数据与影像数据的融合；基于线划图的建模,通过 CAD 与GIS 的集成来建立三维模型.

本文以梧州市某区域三维建模项目为基础,介绍了利用 3ds Max 建立城市三维模型的流程及遇到的相关问题的探讨.

1.建模精度与标准

一般来说,三维模型数据包括 3 个方面的内容：几何、纹理和属性.几何部分主要表达对象的几何外形,包括空间位置、形态、高度等；纹理部分主要表达对象的视觉外观,也用于表达对象的细节,以弥补几何表达的不足；属性是 GIS 应用与分析的基础,不同的对象具有不同的属性,不同的应用关注不同的方面.

城市三维模型一般分为地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型、植被模型以及其他模型等,各类模型按照表现细节的不同可以分为 LOD1、LOD2、LOD3、LOD4 四个细节层次,并应符合规定.在同一地区可根据重要性建立不同细节层次的模型[1]

2.建模的生产流程

“数字城市”以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现.现阶段,梧州市测绘地理信息院的三维城市模型的建模的主要流程.

2.1资料准备

数据是城市道路景观建模的关键,采集数据的精度高低、数量的多少、范围的大小都直接影响到城市道路景观的三维可视化效果.数字梧州主要准备的资料有：三维模型制作区域的地形图及竣工图；数字正射影像（DOM）数据；实地照片等.

2.2数据采集

通过航测内业获取建筑物主体顶部高程数据,基于地形图选择地面高程及建筑物底部高程.外业数据采集三维模型纹理、三维模型空间结构及空间关系、三维模型尺寸及属性信息.

城市建设自考毕业论文怎么写
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2.3 3ds max中三维模型建模

使用Photoshop软件进行纹理照片的处理,使用3Ds Max软件进行模型制作、模型烘焙、格式转换,利用CityMaker Builder平台进行场景整合.

（1）数据的导入

以处理好的 1：500 地形图中建筑物的基底轮廓为参考,然后再以某一明显的特征点为基准,把底图平移到界面的中心（归零）,导入到 3ds Max 软件中.并冻结底图,防止在模型制作过程中移动底图.

（2）数据导出

人工检查模型现势性与实际情况是否一致,并对模型纹理、命名的正确性、规范性进行检查,检查符合相应等级要求后,进行场景模型烘焙,并导出为 *.OSG（使用格式转换插件将Max格式文件转换成OSG格式）格式文件.

（4）问题总结

①坐标问题：在导入到 Max 中之前,进行地图归零时候,必须记住特征点的真实坐标,比便导入citymaker builder 平台时候通过坐标扭转到正确位置.②闪面及贴图问题.严格禁止模型出现两面重叠的情况,要删除模型中重合的面,不然会造成重叠面在场景中闪烁的情况.于贴图尺寸大小不一,不能和模型面完全吻合,容易出现拉伸现象在处理贴图时,一般根据 Max 中的 U-VW Mapping 来调节贴图的大小及数量,使之达到与真实效果的一致.

2.4 自动地形模拟

（1）数字高程模型（dem）制作

Cad地形图整理,只保留等高线和地面的高程点两个层,在arcgis中将其中的*.point和*.polyline导出为*.shapefile格式,然后在3D Analyst工具条中用Create Tin from features 工具生成三角网格的dem,再用Tin To Raster 将三角网格的dem转化为栅格的dem.最后输出*.tiff或者*.images格式的dem.下图为梧州红岭片区栅格dem.

（2）地形模拟

用citymaker地形生成工具TerrainGenTool,采用带有坐标系的数字正射影像dom与arcgis生成的数字高程模型dem两者叠加进行模拟,采用金字塔的方式组织,调整适合的级别数即可生成美观的地形.图2为生成等级为9级的梧州外环路往北模拟地形.

2.5场景整合

梧州测绘地理信息院现行使用的伟景行CityMaker三维可视化城市管理平台,其应用覆盖城