三维城市建模软件及其应用
CityEngine在三维城市建设中的应用
CityEngine在三维城市建设中的应用摘要CityEngine做为一种批量生成城市的软件在三维城市的建设方面有很大的优势，本文在某校区三维建设的基础上，主要介绍CityEngine的工作机制、工作流程以及CGA规则建模。
关键词三维城市；CityEngine；CGA规则建模0 引言随着社会对城市信息化测绘体系的需求、数字城市建设的兴起，三维城市的建设成为不可缺少的部分。
三维城市对城市空间信息的良好表达和便捷管理，使得三维城市获得了广泛的应用。
1 CityEngine简介CityEngine是Procedural公司的用于快速生产三维城市的软件，其设计者是瑞士苏黎世工学院的Pascal Mueller，设计之初是基于城市建筑的一种程序化建模技术，其后曾被用来作为生成大型城市场景的辅助软件。
1.1 CityEngine的产品架构及特性CityEngine2012作为ArcGis10.1的插件被提供，也可以作为单独的软件使用。
CityEngine2012提供了Web Scene viewer的发布浏览功能，也可以发布到ArcGIS Online。
CityEngine以工程来组织项目，工程中包含了所有的相关资源，包括CGA 规则文件、场景、纹理、模型、数据、及其他相关设置。
CityEngine以图层来组织管理GIS数据，主要包括地形图层、纹理图层、地图图层等。
在CGA规则文件生成方面，CityEngine提供了可视化的CGA建模编辑器、CGA脚本编辑器、交互式CGA生成工具三种方式，使得CGA的生产手段更多，更为灵活便捷；在三维模型创建方面，提供了交互式3D建模，能够直接手工建模，能够对模型和纹理进行细化调整，是一种类似于SketchUP的十分简洁的建模方式；在三维模型的交互式编辑方面，提供了可视化的参数接口设置，用户可以通过修改参数控制大多数模型的属性。
CityEngine支持ArcGIS所有的地理投影，支持Esri Shapfile 、File Geodatabase、KML、Tin 、multipath等GIS数据以及众多行业标准的3D格式。
3DS MAX在三维城市景观建模中的应用研究
ｉ 建 模 ｌ
Ｉ。。。。。。。 。。。 。 。 。 。 。 。 一
导 ＤＳＭＡ Ｘ
地 形 ，通 过 在 Ｄ Ｍ 数 据 中融入 地 形 的 正射 影 像 来 实 Ｅ 现： 另外 一种是 三维 建筑 模 型 ， 主要 有虚 拟三 维 建模 和 实景 三维 建模 。 模 的技 术 和方法 也很 多 ． 建 目前 常用 的
昂贵 ． 数据量 大 。 本文 主要 利用摄 影 方式 来获 取相 片数 选择 合适 比例 尺 的地形 图作 为 地 图基础 ．在导 入
Ｄ Ｘ之前 要 将不需 要 的文字 和符号 信 息删 除 ． 这 据 ．使用 ３ ＳＭＡ Ｄ Ｘ软件 来实 现对 城 市建筑 物 建模 ． 构 ３ ＳＭＡ Ｄ Ｘ之后 ， 容 建 高精度 的三 维城 市景 观图 。 使用 ３ ＳＭＡ 技术建 立 些 信息 由于 没有 高程属性 ，在 导 入 ３ ＳＭＡ Ｄ Ｘ
且地 形 的起 伏 也不是 很 大 ， 般就 不考虑 地形变 化 一 同的楼层 只需 复制 即可 。 这样 可 以大大 提高 工作 效率 。 低 ． 而用简 单 的几 何模 型来 代替同 对 于类似 山丘或 山林 等 图 ２为 利用多 面整体 法生 成的某 地 区的立 体模 型 。 复杂 地形 ， 以借 助 灰度 图像 ， 以借 助灰 度 图像 ， 可 可 并 利 用 图像 的灰 度 明暗变 化 来改变 对象 的表 面结构 以形
高精 度 的三 维城 市景观 图。使 用 ３ Ｘ 技 术建 立建 筑物模 型 ， ＤＳＭＡ 不仅 可 以解 决视 觉 问题 ， 可 以对视 觉 还
三维仿真虚拟技术在城建中的应用
（ ）国外的专业 三维视 景仿真软 １ 件 。其 中比较 有代表性 的是 Ｍｕ ｉｅ ｈＧ ｎ—
Ｐ ｒｄｇ ａａ ｉｍ公司 的Ｍ ｌ Ｇ ｎ ｕｔ ｅ 系列仿真软件 ｉ
（ ｒａ ｒ ｅａ ）。 Ｃｅｔ 、Ｖ ｇ等 ｏ
控 制系统 来 自己选择 路径 ， 方位 的观 全 察 客体 。
而 言 远 远 满 足不 了需 求 。
构三维数字模型 ，配合高质量投影 、显
示产生逼真 的 “ 虚拟环境” ，使得用户 有 一种 “ 身临其 境 ” 、 “ 身处地 ” 设
的想 象 机 会 。 （ ）交 互 性 特 点 。它 不 是 一 个 如 ２
（ ）Ｕ Ｉ 图形系统 。传统 的图形 １ Ｎｘ 工作 站大都基 于Ｕ Ｉ Ｎ Ｘ操 作系统 ，然 而 随着 游戏 图形 硬 件 的飞速 发展 ，中低
能略 高于同样配置 的Ｄ Ｙ （ Ｉ 由用户 自己
组 装 的 ）Ｐ 个 人 电脑 。这些 工作站 基 Ｃ 本都有 双Ｃ Ｕ Ｐ 版本 ，但是Ｃ Ｕ 不是影 Ｐ并 ｎＶＲ眭能最关键 的因素 ，Ｖ ￣ ＇ Ｒ系统 更不 易从 多Ｃ Ｕ系统 获得性 能的提升 ，因此 Ｐ
式等场景信息 ， 定被控制物体 和观察 设
，
１０ ５ 。环幕立体 高临场感 使用环境 ，但
１０ ０ 万美元 的投入在虚拟城市应用 ５ ３０ 中普及难度很大 。而几 十万美元实际上 只能购 买入 门级的ＵＮ Ｘ图形 系统 ，无 Ｉ
实上 ，这种技术不仅仅是简单 的对现状
进 行 模 拟 ，更重 要 的是 对 还 不 存 在 的 、
的测试 ，这些 图形 工作站系统稳定 ，性
三维仿 真虚拟 现实 （ Ｒ）技 术在 Ｖ ２ 世纪９ 年代初就开始逐渐为各界所关 Ｏ Ｏ 注 ，并在 军事 、航 空 、航 天 、城市 规 划 、建 筑设计 、旅游 、医疗 、文化娱乐 及 教育方面 等领域得到 了广泛应用 。这 种技术 主要具有 以下三大特Ｊ 电： （ ）沉 浸感特点 。通 过计算 机建 １
三维建模在测绘中的应用方法与操作步骤
三维建模在测绘中的应用方法与操作步骤一、引言三维建模是指利用计算机技术将真实世界中的物体或场景建立起来的过程，它为测绘领域提供了一种高效、精准的测绘方法。
本文将介绍一些常见的三维建模应用方法与操作步骤，旨在帮助读者更好地了解和掌握这一技术。
二、三维建模的应用领域三维建模在测绘领域中具有广泛的应用，其中主要包括以下几个方面：1. 地理信息系统（GIS）在地理信息系统中，三维建模可以被用来创建精确的地理模型，用以描述真实世界中的地理特征和空间关系。
例如，通过三维建模可以轻松创建城市的三维模型，进而对城市的地理信息进行分析和展示。
2. 建筑设计和规划三维建模可为建筑设计和规划提供强有力的支持。
建筑师可以使用三维建模软件将设计想法转化为具体的建筑模型，使得设计更直观、可视化。
此外，三维建模还可以帮助规划师对建筑项目进行空间布局和效果预测，提高工作效率。
3. 地形测量和地貌分析三维建模可以通过地形测量和高程数据处理，生成真实的地形模型。
这对于地貌分析以及自然灾害的预测和防治具有重要意义。
例如，三维建模可以帮助科学家模拟山体滑坡、泥石流等现象，以提前预警和采取相应的措施。
三、三维建模的操作步骤下面是三维建模的一般操作步骤，供读者参考：1. 数据采集三维建模的第一步是进行数据采集。
通常使用的方法有激光扫描、摄影测量等。
激光扫描能够快速而精确地获取物体的三维几何信息，而摄影测量则通过对相片进行分析和测量，实现三维场景的重建。
2. 数据预处理数据采集完毕后，需要进行数据预处理。
主要包括对原始数据进行去噪、滤波、配准等操作，以提高数据质量和准确性。
此外，还可以进行纹理补偿、颜色校正等处理，使得建模结果更加真实。
3. 建模软件操作在进行三维建模时，需要选择合适的建模软件进行操作。
常见的建模软件有AutoCAD、SketchUp、Blender等。
通过这些软件，可以选择适当的建模方法（如多边形网格、B样条曲面等）进行建模操作。
建模软件有哪些
建模软件有哪些
有许多建模软件可用于不同的应用和领域。
以下是一些常见的建模软件：
1.AutoCAD：AutoCAD是一款广泛使用的二维和三维计算机
辅助设计（CAD）软件，适用于建筑、机械、土木工程等领域。
2.Revit：Revit是一种专门用于建筑信息建模（BIM）的软
件，可创建精确的三维建筑模型，并支持协同设计和施工管理。
3.SolidWorks：SolidWorks是一款主要用于机械设计和制
造的三维CAD软件，提供强大的建模、装配和绘图功能。
4.CATIA：CATIA是一款广泛应用于航空航天、汽车和其他
工业设计的三维CAD/CAM/CAE软件。
5.SketchUp：SketchUp是一个易于学习和使用的三维建模
软件，适用于建筑、室内设计、景观设计等领域。
6.Blender：Blender是一款免费的开源三维建模软件，适
用于动画、渲染、游戏开发和虚拟现实等领域。
7.3ds Max：3ds Max是一款专业的三维建模、动画和渲染
软件，广泛用于电影、游戏和视觉效果等领域。
8.Rhinoceros：Rhinoceros是一款强大的三维造型软件，
适用于设计、工程、制造和建筑等领域。
这里只列举了一些常见的建模软件，实际上还有许多其他软件可根据具体需求进行选择。
如果您在特定领域或应用中需要建模软件，请考虑相关行业标准和推荐，并根据您的技能水平和预算做出选择。
测绘技术三维城市建模方法与应用案例
测绘技术三维城市建模方法与应用案例三维城市建模成为了现代城市规划与管理的重要工具，它通过利用测绘技术为城市提供了准确、高效的地理信息，并将之转化为可视化的三维模型，为城市的发展与管理提供了有力的支持。
本文将介绍一些常用的三维城市建模方法，并以具体的应用案例来展示其实际效果。
一、激光雷达测绘技术激光雷达是一种高精度、高效率的测量技术，它可以快速获取大范围内的地理信息。
在三维城市建模中，激光雷达可以通过扫描城市建筑物表面，获取其精确的形状和空间位置。
通过激光雷达与GPS和惯性导航系统的联合使用，可以实现对城市建筑物的精确定位和三维测量。
以某城市的立交桥建模为例。
激光雷达通过扫描立交桥表面，获取了其几何形状和拓扑关系。
在建模过程中，可以根据扫描数据，通过点云处理软件将扫描点云转化为三维模型。
这样一来，城市规划者可以在模型中进行多角度观察和分析，为立交桥的扩建、维护和改造提供决策依据。
二、摄影测量技术摄影测量技术是一种利用相机设备进行地理测量的方法，它可以通过对城市进行航空或卫星摄影，获取大范围内的地理信息。
在三维城市建模中，摄影测量技术可以通过对城市建筑物的立面进行影像测量，获取其高程和纹理信息。
举个应用案例，某城市规划部门需要对市区的建筑物进行密度分析，以便合理规划社区和交通路网。
通过航空摄影获取的高分辨率影像，可以通过影像处理软件进行立面测量，从而获取建筑物的高程信息。
再结合城市的地理信息系统数据，可以将建筑物的高程信息与地块数据进行叠加分析，得出城市建筑物的密度分布图。
三、卫星遥感技术卫星遥感技术是一种利用卫星传感器获取地球表面信息的方法，它可以通过遥感图像获取城市范围内的地理信息。
在三维城市建模中，卫星遥感技术可以通过获取高分辨率的卫星影像，对城市建筑物进行识别和分类，进而实现三维模型的构建。
以某城市的商业中心区域建模为例。
通过获取的高分辨率卫星影像，可以使用对象识别算法对影像中的建筑物进行自动提取和分类。
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析随着社会的发展和科技的进步，智慧城市建设成为了现代城市建设的重要方向。
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析，对于智慧城市的规划、设计和建设具有重要的意义。
本文将从三维建模的概念和发展、关键技术研究和应用分析等方面进行探讨。
一、三维建模的概念和发展三维建模是指通过计算机技术将现实世界的物体、场景模拟成为三维模型的过程。
三维建模技术可分为建模软件、建模数据和建模方法与算法三部分。
传统的建模技术主要包括手工建模和参数化建模，而随着计算机技术的发展，基于大数据的自动建模、深度学习等新技术也得到了广泛应用。
三维建模技术的发展经历了从二维平面建模到三维实体建模的过程，现在已经发展成为了一个比较成熟的技术领域。
随着虚拟现实、增强现实等技术的不断发展，三维建模技术在建筑设计、城市规划、数字娱乐等领域得到了广泛应用。
二、面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究1. 高精度地理信息数据采集技术在智慧城市建设中，要实现对城市空间信息的精准获取和高效利用，就需要依托于高精度地理信息数据采集技术。
目前，常见的地理信息数据采集技术包括激光雷达扫描技术、立体摄影技术等。
这些技术可以实现对城市空间信息的高精度采集，并能够为后续的三维建模提供可靠的数据基础。
2. 三维建模算法及模型管理技术在三维建模领域，建模算法及模型管理技术是关键的核心技术之一。
目前，在三维建模领域涌现了一系列创新性算法和技术，如基于点云数据的三维重建算法、虚拟现实技术、模型压缩与优化技术等，这些技术的研究与应用将进一步提升三维建模的精度和效率。
3. 三维可视化技术在智慧城市建设中，三维可视化技术能够将三维建模的结果以逼真的形式展现出来，使得人们能够更直观、更真实地感受到城市空间的变化。
针对大规模城市场景的三维可视化技术研究和应用，是当前三维建模技术领域的一个热点方向。
三、面向智慧城市建设的三维建模应用分析1. 智慧城市规划设计通过三维建模技术，可以对城市的规划设计进行全方位的展示和演示，包括建筑布局、交通设计、城市景观等。
城市景观深化设计中SketchUp软件的应用探析
城市景观深化设计中SketchUp软件的应用探析裴晓阳【摘要】Sketchup software as a powerful 3D design software, designed to deepen the urban landscape has many application advantages, can fully express the design concept creator, complete real-time communication with customers, to facilitate detailed details deduction in favor of space imagery shape, can achieve the best visual effects through in-depth comparison of material texture. This article describes the three major cities in Sketchup software landscape design deepening use effects, and their applications were exploring strategies and methods, hoping to provide a reference for the urban landscape design.%Sketchup软件作为一款功能强大的3D设计软件，在城市景观深化设计中有着诸多应用优势，可充分表达创作者设计理念，完成与客户的实时交流，方便进行详细的细节推演，有利于空间的意象塑造，可通过深入对比材质肌理达到最佳景观效果。
本文介绍了Sketchup软件在城市景观设计中的三大深化运用效果，并对其应用的策略和方法进行了探究，希望能为城市景观设计提供参考。
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武汉大学城市设计学院 詹庆明
2011/7/17
主要内容
1. 三维城市建模软件发展概述 2. 三维城市建模工艺
1.三维城市建模软件发展概述
①CyberCity Modeler （CC-Modeler）
苏黎世联邦理工大学（ETH）的 A. Gruen 和 王新华 以摄影测量为主，迚行交互式的三维建模
三维城市模型数据生产控制流程
VGEGIS之3DCM
GeoBlender软件系统简介
①用于转换、整合和浏览多种GIS及CAD格式的三维空间数据，可以广 泛应用于数字城市建设、三维地理信息系统开发、空间数据维护与管 理等领域
②提供多种三维空间数据的格式转换功能，保证数据整合的统一性和较 高的数据转换精度，方便用户对多源三维空间数据迚行高效高精度转 换
②ArcGIS 3D Analyst
ArcGIS桌面产品（ArcView，ArcEditor和ArcInfo）的 三维可视化和分析扩展模块。这个可选的ArcGIS 3D分 析扩展模块使用户可以有效地显示和分析表面数据
基于地图的三维建模
③ Skyline
TerraBuilder TerraExplorer Pro TerraGate
⑥ VRCITY和NCity
VRCity由于采用法国的三维引擎（Virtools），只支持自己内部格式.nmo NCITY网络三维展示平台，是由水晶石数字科技有限公司与美国麻省理工学
院合作成立的Urbanlab 实验室研发新一代网络三维数据生产与分发平台
2.三维城市建模工艺
与一般的虚拟环境或CAD应用 不同，数码城市GIS往往涉及更 大的地理范围和复杂的自然与 人文地物建模
③提供多种数据资源管理功能，如材质、纹理、语义等的管理，其特点 是，对这些资源文件和数据载入的组织策略迚行安排和处理，保证资 源获取的完整性，方便后续调用，同时支持资源文件的编辑，方便用 户对场景对象的简易修改
④支持多种数据格式文件的快速浏览，通过场景图组织管理场景对象幵 快速可视化整合后的三维场景，为用户操作提供直观检查手段
1
2011/7/17
模型分为精细模型和一般模型
①精细模型在3dsmax中面数控制在4000以内，所有纹理 像素不能超过1024×1024，保存为72dpi的jpg文件，输 出后的.x文件和调用的纹理总数据量不超过1MB
②一般建筑模型在3dsmax中面数控制在500以内，纹理 像素不超过512×512，保存为72dpi的jpg文件，输出后 的.x文件和调用的纹理总数据量不超过400KB
⑤提供交互式的界面功能对各种数据பைடு நூலகம்式转换组件的装载、管理与调度， 幵实现复杂的批量性数据处理任务
3
三维城市模型的数据获取仍然 是一项投资巨大、技术要求十 分复杂的工程，其技术水平是 影响数码城市GIS建设与数据更 新工作效率的重要制约因素
2
建模方法比较
建模方法 几何数 据 量
建模效率 几何逼 真 度
数据管理 适用范围 拓扑复杂度 几何复杂度 纹理复杂度
2D GIS 小 高 低 容易 大 低 低 低
对 于 几 何 模 型 推 荐 采 用 Okino’s NuGraf (constraint QEM算法)处理，面数不应超过800面（最大1000面）。另 外，提供了对纹理迚行LOD抽取的功能，最多可以抽取4级
导出XPC格式的模型，大小不应超过40KB（重点建筑不应 大于300KB），单个建筑物复杂度超过上述标准就迚行拆 分。提交模型数据在单个文件夹中以1000左右为宜，分布 范围相近
界面简洁，易学易用，命令极少 以边、面为主要图元的便捷式建模 在软件内可以为表面赋予材质、贴图，幵且有2D、3D配
景（当然可以自己制作）。形成的图面效果类似于钢笔淡 彩，使得设计过程的交流完全可行 动画、阴影、实时浏览……
⑤ CityMaker
CityMaker™数字城市技术由清华城市规划设计研 究院数字城市研究所和北京伟景行数字城市科技有 限公司联合开发
影像 较小 较高 较高 一般
中 较低 较低 较高
激光扫描 大 中 高
困难 小 高 高
较低
CAD 较大
低 高 困难 小 高 高 高
2011/7/17
生产计划安排
①确定数据内容及其细节程度
如何恰当地选择现实世界之一个子集作为建模的对象自然 就成为生产计划的首要任务
在决定了需要建模的数据内容之后，同样关键的步骤就是 要确定这些模型的细节程度（包括几何细节和纹理细节）， 这直接关系到数据源和建模方法的选择
④ Google Earth
2006年 3 月14 日 ，Google 公 司 正 式 宣 布收 购 SketchUp，标志着三维模型在线服务的新的开 始
Google SketchUp 建模特 点
Google SketchUp 是一款创建、编辑和共享 3D 模型的 工具。SketchUp 的“秘笈”是一组设计得易于学习和使 用的功能强大的工具
②任务分解
由于一个人很难胜任所有工作，多人甚至多个小组的协同 工作往往是必不可少的。对于较大范围的数据生产，为了 能同时投入更多的人员幵行作业，还要将整个数据生产工 程划分为若干较小的工作区分别组织人员迚行
为了全面准确地把握实际情况，在正射影象数据或大比例 尺二维地图基础上迚行工作区的划分和任务指派是一种比 较好的方法