面向城市规划的三维建模技术探讨与应用

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.28.156

面向城市规划的三维建模技术探讨与应用

田兰芬1 刘晓芳2

(1.云南省测绘资料档案馆 云南昆明 650034;2.云南省地质工程勘察设计研究院 云南昆明 650041)

①

摘 要：随着信息技术的发展,基于信息技术和定位系统的三维建模技术也得到了空前的发展,随着建模软件的不断研究和应用范围的拓展,三维建模技术已经应用到城市发展和基础建设的众多领域,并为各项工程的开展都带来了极大的推动力,提高了城市规划的效率。本文主要以计算机三维可视化辅助城市规划的技术思路为主要研究方向,对各类建模方式进行综合比较与分析,对三维建模技术在城市规划方向的应用进行切实可行的研究,以期能够促进该技术在城市规划方向的应用与发展。 关键词：城市规划 三维建模技术 建模技术应用中图分类号：P208

文献标识码：A

文章编号：1674-098X(2017)10(a)-0157-02

随着信息技术和计算机技术的不断发展,地理信息技术和多媒体技术都在逐渐地完善,计算机建模软件也在逐渐地研究和应用,现有的技术条件已经能够实现动画、图像和声音三位一体地整合在计算机软件中,可以将城市的真实面貌模拟成二维化显示的虚拟界面,进而形成人机交互的仿真情境,使城市规划的每一个参与者都能够有身临其境的感观享受。三维建模技术种类多样,每种建模面向的专业领域也都各有差别,针对三维建模技术在城市规划方向的应用研究,对建模技术的发展和推动建模技术在城市规划中的应用有很大的现实意义。

资料和相关数据,这些数据来源主要有以下几个方面：第一,城市的规划资料。城市规划的过程中涉及到园林、建筑等必然会有各类设计图纸,以及同这些设计图纸相关的文档资料,这些资料结合在一起,可以形成建筑规划的三维模型。第二,数字化地形地籍图。城市规划模型需要包含城市地质地貌,这些地籍数据可以形成地面高程模型,也就是DEM,建筑物的二位轮廓和楼层标记可以生成初步的三维建筑模型。第三,摄影测量。通过对城市的数字摄影和测量,可以获得城市立体建筑物的三维坐标,建立地面模型需要的各类坐标数据。第四,卫星遥感。随着技术研究的深入,卫星遥感技术同上个世纪比已经有了很大的进步,不管是在分辨率还是精确度方面都表现的较为优异,同时,卫星遥感的成本较低,光谱色素多,可以为城市规划的三维建模提供丰富的信息。第五,混合测量系统。通过全站仪和相机组合,可以获取较为全面的三维集合数据和纹理数据[2]。

2.2 三维建模技术在城市规划应用中获取数据的方式

在城市规划设计中,城市三维模型的建立需要根据数据类型的不同采用不同的方式获取数据,具体方式如下:首先,获取建筑物的高度数据时,可以采用全站仪和相机从地面获取建筑物的高度,也可以采用摄影软件获取,也可以在二维地形和地籍图的数据库上按照楼层的层数计算出一个大概的高度数值；第二,获取建筑物的几何要素数据时,可以采用卫星遥感技术对建筑物的外形特征进行提取,或者采用航拍的方式进行人机交互提取,也可以通过地籍图得到建筑物的投影图像获取建筑物的几何数据；第三,获取建筑物及地面纹理的数据,可以通过航拍的方式获取,或者通过卫星遥感像片获取,另外通过相机拍摄也可以获取纹理相关数据；第四,获取DEM数据,可以利用航拍的方式获取,也可以通过地形图上等高线和高程数据生成；第五,获取规划模型的数据,可以通过规划设计图和国家规划标准数据等获得[3]。

1 三维建模技术在城市规划中应用的意义

进入到21世纪,随着我国城市规模的不断发展,城市经营理念正在不断地发展和完善,为了有效地控制城市资源、对城市的发展进行合理的拓展、正确地实现对城市的规划和管理,国家和对城市规划审批和城市规划管理提出了越来越高的要求,原有的城市规划方面的城市布局平面图和相关书面材料已经不能满足现代城市发展和规划的需求。在这种情况下,随着三维建模技术的发展和成熟,被逐渐地融入到城市规划的工作中。通过计算机技术实现的三维建模技术,同城市规划设计方案有机结合之后,可以为城市规划管理者和设计者提供三维可视化的审批和管理流程。三维建模技术在图形建模的过程中,具有良好的几何属性,并可以实现对各类信息的数据化,可以形成各项数据的经济性指标,为城市规划工作提供较为直观的数据,为城市规划审批工作提供更直观和更正确的现场状况,为城市经营提供准确的地理空间数据,为城市规划的科学性提供保障,也维护了城市规划工作的权威性[1]。

2 三维建模技术在城市规划应用中的数据获取

2.1 三维建模技术在城市规划应用中获取数据的数据源

要想对城市规划建立完整的模型,首先获取完整的城市

①作者简介：田兰芬(1986—)女,汉族,云南昆明人,本科,工程师,研究方向:三维信息应用及数据处理。 刘晓芬(1986—)女,汉族,云南昭通人,硕士研究生,工程师,研究方向:地理信息应用及数据处理。156

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald

信息科学

3 三维建模的技术方法

3.1 基于AUTO CAD2000的三维建模

AUTO CAD2000是目前应用范围较广的一种制图软件,很多工程图纸都是利用该软件完成的。该软件具有强大的点捕捉功能,可以在软件中灵活的建立不同的点、线、面,可以灵活地实现各类对象的移动、删除、颜色更改,三维视图的操作和显示都较为便捷,可以输入精确的参数对对象进行编辑和修改。但是该软件自身不具备渲染的功能,需要借助于3D软件进行后期渲图,但在具体的操作中需要进行分层。3.2 基于3D STUDIO MAX的三维建模

3D STUDIO MAX是基于3D STUDIO的基础之上研究出的一种全新的软件,可以应用到计算机中进行三维立体造型。该软件的系统兼容性较强,可以通过外挂模式拓展其功能。3D STUDIO MAX所建立的三维模型,可以导入各类地质和建筑物的轮廓线,导入之后,可以在软件中进行三维拉伸和纹理贴加。通过3D STUDIO MAX技术所建立的建筑物模型较为细腻,可以通过软件中各类工具生成多个角度的透视效果,其缺点在于所建立的模型参数不能精确地输入,也无法对点实现精准的定位与捕捉[4]。3.3 基于IMAGIS-CYBERCITY的三维建模

利用IMAGIS-CYBERCITY进行三维建模的流程是:首先将各项数据导入到软件中,进行地物的测量,建立地质物新的纹理,对建筑物的头像和地面纹理粘贴,导入数据,创建异形地物的模型,对其纹理进行修正,最终形成可视化景观的三维立体模型。这种方式生成的模型速度快、面积大,建筑物的纹理添加方便,可以直接采用数字摄影的方式获取地质物的数据,拥有属性数据库,但其形成的三维场景细腻

2017 NO.28Science and Technology Innovation Herald科技创新导报性不强,对复杂模型的建立和编辑都不方便。

4 结语

通过对三维建模技术在城市规划中的实践应用研究,在城市规划的三维审批中,可以以现有的航空遥感资料和地形资料为基础,在建模软件中实现具有地形纹理特征的三维地物快速生成,建立周边的地物环境,并引入城市规划不同专业的方案,获取规划方案基础上的三维建筑物,并将各级控制资料叠置规划,进行城市空间的统计分析,对各个规划方案进行综合比较与评审,优先选择出最适合城市发展的方案。如果有需要的话,还可以通过3D渲染技术,将优选方案呈现出动画直观效果,为规划方案的审批提供辅助材料。在城市规划管理的过程中,已经形成和建立的三维模型要统一存储和管理,建立完整的数据库,方便日后的规划和管理利用。三维可视化技术可以为城市的规划管理提供更为直观和方便的审批技术。

参考文献

[1] 张乐珊.面向城市规划的虚拟地理信息系统研究与开发

[J].国企,2016(3):82.

[2] 关丽,丁燕杰,张辉.面向数字城市建设的三维建模关键技

术研究与应用[J].测绘通报,2015(6):216.

[3] 杨剑,张云青,潘伯鸣.面向城市规划的三维建模技术探讨

[J].现代测绘,2015(6):309.

[4] 刘增良,杨军,张宝刚,等.面向城市规划的三维建模技术

探讨与应用[J].北京测绘,2009(2):1-3.

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动态隔间运算、函数(公式)支持、聚合报表等功能,可以按年度实现各地区、各领域、各种类型的申报主体和各种专利奖的统计报表。

(2)丰富的图表。

基于HTML5图表技术,支持多种图表类型、样式、风格,参数传递灵活,交互效果丰富。数据地图功能以一种全新的、有别于传统表格的可视化方式呈现业务数据,是数据分析的高级形式和手段,可以提供很多可视化的信息。有着丰富的内置地图粒度,支持热力地图、自定义地图,并且可以集成百度、Google等GIS地图,实现地图缩放、位置定位等功能。

(3)云到端展示。

表单(dashboard)为移动端和大屏而生,其本身特有属性,比如屏幕自适应、组件刷新,让很多普通报表设计无法企及。借助表单功能、图表功能和各种交互功能,用户可以构建强大、全面的“管理驾驶舱”,更好地展示各项业务指标等数据,实现数据的度分析。

家,注册用户13000多个。系统的申报功能今年已实现试运行,已受理专利奖申报61项。此外,与系统相关的科技项目库有15000余项数据,科技成果库有900余项数据,科技专家库有3700多项数据,历史上已授奖的专利数据正在梳理中。

4 结语

贵州省专利奖是贵州省科技创新云的重要业务子系统之一,“数据铁笼”应用的关键在于应用,在应用的过程发现问题,寻求解决方案,并在整个科技创新云的管理中推广应用,为贵州的科技创新助推动力。

参考文献

[1] 彭国庆,周冠宇.云计算分层体系结构研究[J].移动通

信,2010(16):54-58.

[2] 彭歆北,余志兰.把权力装进数据的铁笼[J].通信企业管

理,2016(8):38-40.

[3] 将天才.解读贵州省专利保护条例[J].贵州政报,2003(22).[4] 李秋荻,李翀,李华飚,等.基于Activiti流程管理关键技

术设计与实现[J].科研信息化技术与应用,2016(5).

3 数据资源

目前系统涉及的数据资源包括注册的法人7800余

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