維gis---第2章第2節(jié)(已修改)
2025-05-12 06:59 本頁面
【正文】 主講：鄭坤 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 三維 GIS 三維城市模型數(shù)據(jù)的生產(chǎn)工藝與質(zhì)量控制 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 主要內(nèi)容： ? 三維城市模型的數(shù)據(jù)內(nèi)容與細(xì)節(jié)程度 ? 3DCM數(shù)據(jù)的獲取與建模方法 ? 三維城市模型的數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝 ? 三維城市模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)的全面質(zhì)量控制 2 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 3 三維城市模型的數(shù)據(jù)內(nèi)容與細(xì)節(jié)程度 三維城市模型不僅以三維的形式表示城市景觀，而且還能逼真地描述表面特性。因此，表面特征和材質(zhì)參數(shù)的描述如幾何形狀、相片紋理與屬性等都將是三維城市模型的數(shù)據(jù)內(nèi)容。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 4 三維城市模型 數(shù)據(jù)內(nèi)容 現(xiàn)實(shí)世界 設(shè)計(jì)者對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí) 三維 模型 三維場景 接受者對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí) 圖 1. 三維空間信息傳輸模式 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 三維城市模型作為數(shù)碼城市的骨架，不僅僅包括地形、地物（建筑物、交通網(wǎng)絡(luò)，植被等）的三維空間幾何表達(dá)，而且還包括這些地物的紋理特征（對(duì)地形來說，其紋理特征就是相對(duì)應(yīng)的 DOM）以及其他的相關(guān)屬性信息。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 6 3DCM的定義或描述 ? Ranzinger和 Gleixner (1997)提出 ： – 3DCM 是計(jì)算機(jī)對(duì)一個(gè)城鎮(zhèn)內(nèi) 所有固定對(duì)象 (如建筑物、植被、交通道路、水系 ) 的特別表達(dá)，它包含從 任何角度 觀察每一個(gè)對(duì)象的所有信息，還有方便于 辨認(rèn) 的主要特征，它是一種整個(gè)城鎮(zhèn)的 CAD 模型 。 ? Schilcher (1998)等學(xué)者提出： – 結(jié)合現(xiàn)有 2DGIS 中的大量城市信息，通過添加一些 補(bǔ)充信息 ，即可很好地建立城市三維景觀模型。 ? Kofler (1998)指出： – 計(jì)算機(jī)城市 (Cybercity)是一個(gè)小型真 三維 GIS 系統(tǒng) ，是城市環(huán)境三維數(shù)據(jù)的存貯、操作以及可視化等多種技術(shù)的發(fā)展。 7 3DCM的應(yīng)用 3DCM 交 通 規(guī) 劃 環(huán) 保 地 質(zhì) 三維城市模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)的內(nèi)容包括數(shù)字地面模型（ Digital Elevation Model，簡稱 DEM）、數(shù)字正射影像（ Digital Orthoimage Map，簡稱 DOM）、城市固定地物的三維模型數(shù)據(jù)（ 3D City Model Data，簡稱 CMD）、材質(zhì)、紋理和相關(guān)的多媒體屬性數(shù)據(jù)。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 三維城市模型 DEM DOM 地物三維模型數(shù)據(jù) 多媒體屬性數(shù)據(jù) 圖 三維城市模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)的內(nèi)容 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 ?細(xì)節(jié)層次（ LOD） LOD是三維場景表達(dá)的一個(gè)重要研究內(nèi)容，主要研究如何在減少所需要繪制的數(shù)據(jù)內(nèi)容和幾何細(xì)節(jié)時(shí)，保證觀察者無法感知場景細(xì)節(jié)程度的降低，主要實(shí)現(xiàn)方法與相關(guān)因素包括剪切、距離、大小、偏心率、物體運(yùn)動(dòng)速度等。 10 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 11 在 3DCM的數(shù)據(jù)表達(dá)中，紋理可代替部分幾何細(xì)節(jié)的表達(dá)，并能有效提高場景的逼真度，這也是 3DCM與二維GIS在數(shù)據(jù)內(nèi)容和可視化表達(dá)上的一個(gè)重要區(qū)別。 紋理與幾何數(shù)據(jù)的統(tǒng)一 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 無紋理材質(zhì) 有紋理材質(zhì) 由于幾何細(xì)節(jié)生產(chǎn)復(fù)雜且成本較高，而大量紋理數(shù)據(jù)的使用又影響系統(tǒng)效率；同時(shí)，紋理只能在一定的視距下保證可視效果，而幾何數(shù)據(jù)的表達(dá)沒有這一問題。因此， 如何平衡 3DCM的幾何與紋理數(shù)據(jù) 是研究其數(shù)據(jù)內(nèi)容需要考慮的一個(gè)重要問題。 12 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 13 ? 2D到 3D：從隱喻到直觀 ? 三維數(shù)碼城市的信息載體 ? 三維數(shù)碼城市的基本表現(xiàn)手段 三維城市模型數(shù)據(jù)的獲取 三維城市模型數(shù)據(jù)的獲取 ?將 2D GIS中的建筑物輪廓線與建筑物高度（由層數(shù)計(jì)算或其他方式得到）結(jié)合，用簡單幾何體表達(dá)建筑物外形特征。這種方法最簡便，同時(shí)三維數(shù)據(jù)量最少，但也與實(shí)際相差最大； 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 三維城市模型數(shù)據(jù)的獲取 ?在地面使用激光掃描儀與 GPS，通過測距求算獲取。這種方式獲取速度也較快，且所獲取幾何信息相當(dāng)精確，但工作量相當(dāng)大，是一種具有發(fā)展前景的方法； 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院 ? 根據(jù)搭載平臺(tái)的不同
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