三维城市模型的研究现状评述
无人机倾斜摄影三维建模技术研究现状及展望

2097-3012(2023)01-0041-08 Journal of Spatio-temporal Information 时空信息学报收稿日期: 2023-01-03;修订日期: 2023-04-14 基金项目: 国家自然科学基金项目(42201474)作者简介: 刘欣怡,研究方向为点云影像联合处理、实景三维建模等。
E-mail:*****************.cn无人机倾斜摄影三维建模技术研究现状及展望刘欣怡,张永军,范伟伟,王森援,岳冬冬,刘梓航,贾琛,景慧莹,钟佳辰武汉大学 遥感信息工程学院,武汉 430079摘 要:无人机倾斜摄影从航空平台多视角同步采集影像,可通过倾斜摄影测量,三维建模等技术生成真实的三维模型,是目前地形级到城市级实景三维模型重建最主要的技术手段之一。
本文总结归纳了目前无人机倾斜摄影三维建模过程中的关键技术,重点介绍了三维场景重建和倾斜摄影三角网模型的语义提取、单体化、实体化处理等技术方法及研究现状,指出了目前无人机倾斜摄影三维建模技术仍存在的问题,并从无人机路径规划、数据获取、建模技术、模型表达四方面对该领域潜在的发展趋势和研究方向进行了分析与展望。
关键词:无人机;倾斜摄影测量;实景三维中国;三维建模;实体化引用格式:刘欣怡, 张永军, 范伟伟, 王森援, 岳冬冬, 刘梓航, 贾琛, 景慧莹, 钟佳辰. 2023. 无人机倾斜摄影三维建模技术研究现状及展望. 时空信息学报, 30(1): 41-48Liu X Y, Zhang Y J, Fan W W, Wang S Y, Yue D D, Liu Z H, Jia C, Jing H Y, Zhong J C. 2023. 3D modeling based on UAV oblique photogrammetry: Research status and prospect. Journal of Spatio-temporal Information, 30(1): 41-48, doi: 10.20117/j.jsti.2023010061 引 言实景三维是对人类生产、生活、生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字虚拟空间,是国家新型基础设施建设的重要组成部分。
三维建模技术在数字城市中的应用

1 三维建模技术现状
国际上城市信息化建设与发展走过的道 路 ,大 体 上 经 历 了 四 个 建 设 阶 段 :网 络 基 础 设施的建设,政府和企业内部信息系统建设,政 府企业上下游相互之间借助互联网实现互联 互通,数字城市综合集成与建设形成数字城市。 美国、加拿大、欧洲、澳大利亚等国家和地区,已 经完成第一到第三阶段的基础任务,目前主要 任务是不断提高各阶段成果的作用和水平并 进行数字城市的综合集成[1]。
虽然欧盟建立在一个和化的发展框架之 上:成员国相似的历史和文化背景,经济结 构和发展水平相近,贸易政策基本一致,它 们追求着相似的利益目标;虽然它在时刻以 统一方式和一致进度推进着一体化的发展: 各种经济政策通过超国家机构进行协调统 一。但其封闭型和排他性的贸易特征使一体 化规模难以扩大。
面对这一问题,考虑到自身长远发展, 欧 盟 于 2000年 签 订《 尼 斯 条 约 》,决 定 东 扩;积极推进与第三世界国家的经贸联系, 如利用地缘优势推行地中海战略,并有望于 2010年与地中海国家形成自由贸易区;与南 方共同市场正式签署了《欧盟—南方共同市 场地区间合作框架协议书》,于2005实现两
4 结语
文章对数字城市中的三维建模关键环节 进行探讨,总结了当前三维建模过程中的主要 技术和方法,并以实例的方式实现了三维建筑 物建模和发布,结果表明在数字城市建设中,主 要把握数据获取、三维建模和模型的发布与应 用三个环节,即能较好完成数字城市工作,使其 满足实际应用。
参考文献
[1] 朱庆,林珲.数码城市地理信息系统——虚 拟城市环境中的三维城市模型初探[M].武 汉:武汉大学出版社,2004.
规划和管理过程中重要的手段。文章对数字城市中的三维建模关键环节进行探讨,并以实例的方式实现了三维建筑物建模,结果表明该思
城市实景三维建模技术方法探讨

城市实景三维建模技术方法探讨摘要: 由于各种检测方法的进步,空间数据的研究和地理信息系统事业获得了蓬勃发展。
在此语境下,空间地理信息的三维可视化表现因其比较之于传统二维表达而有着更直接、更准确和更精确的空间地理特征,而地理空间信息的三维空间可视化表现则是其重点。
在地方国情监控、城市交通模拟、地方经济可持续发展研究等诸多应用领域,三维地理信息系统也发挥着巨大的功能。
所以,城市规划三维实景模型对研究城市规划的发展趋势有着很大的意义。
关键词:城市实景;三维建模;方法1实景三维建模技术现如今实景的三维建模技术需要依靠倾斜摄影去进一步完成,许多城市都需要较为成熟的三维建模技术进行支撑,倾斜三维建模具备了全自动生产、建模过程精确、贴图纹理颜色更符合实际情况等优点。
而LiDAR倾斜三维建模则可结合二种手段所各有的优点,以提高建模效率、改善建模精度,并克服了传统人工建模方法真实度低与精度较差的问题。
目前,三维模型的关键技术大致包括3种:人工模型,倾斜摄影模型和激光雷达模型。
人工建模也就是通过三维模型的软件,如三DMAX,Maya等根据现有的图片和大比例尺城市规划图等来建模。
该模型技术的性能很优秀,只是工作时间较长,与真实世界反差较大,且人工成本昂贵,适合进行小区域、固定对象的三维空间模型。
在城市三维模型方面,一般不使用该技术。
谭仁春根据人工模型的不足,研制出人机交互的辅助工具,大大提高了人工模型的效果,不过这种技术花费了巨大的技术投入和资金成本,仍无法适应大型城市三维模型的需要。
倾斜拍摄检测技术,是中国测绘与遥感行业近年来发展起来的一种新型技术手段,通过这种技术手段能够迅速获得实际地物各个方面的图像,从而获取了比较细致的实际物体侧面数据,所得到的信息也比较能够直接、准确的表达实际地物特性;同时,无人机倾斜拍摄也具备了效率高、成本低、快捷方便等的优势。
目前,该技术已经在许多领域中开展了试验和研究。
2建模原理而在三维建模技术之中,一般都是采用较大重合度的摄影,利用同名点的技术,通过数字的计算模式进行三维定点,以此来完成模型的建立,也就是即在收集到合适的倾角摄影和区域点云结果,通过自动智能化方法对二种信息加以解算并综合处理,从而迅速得到三维模型。
三维GIS辅助城市规划的综述

嚣霎Ⅵ渊_:三维G I S辅助城市规划的综述谢忠假(江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000)[摘要】通过对三维G I S数据获取及可视化的综述,阐明运用三维G I S辅助城市规划将是今后的发展趋势.[关键词]三维6I S可视化城市规划中围分类号:T U98文献标识码:A文章编号:1671--7597(2∞8)0920118一01在当前的城市规划设计、管理、编制、审批过程中,设计人员需要借助三维G I S手段.通过将规划方案直观地展现出来,帮助规划设计与规划管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审,并为广大群众的积极参与提供信息平台。
一、现代三雏空问致据获取的主■特征集成一体化:实时化:动态化;数字化;自动化;智能化。
二、空问信息的三维童横(一)L O D模型(层次细节度)。
所谓L O D(1evel s of det a il,L O D)模型,是指对同一个场景中的物体采用具有不同细节水平(或称精细程度)的一系列模型。
其实现方法如下:I.为物体建造一组详细程度不同的模型。
将一组L O D模型根据细节的详细程度从多到少进行捧序,并用序列号(1,2,…,n)给以标识(图1).图l某物体一组详细程度不同的数据模型2.立体模型与视距问的关系约定。
通过计算视点与目标点间的距离求出目标的视距,为每一个被观察目标建立一组有关视距的阈值,用阌值把视距划分为不同的视距段。
(二)多分辨率建模方法。
根据不同细节层次建模需要,可以分别采用以下不同的数据源和建模策略重建三维场景模型。
1.根据D EM重建逼真的地形表面形态,通过叠加正射影像数据牛成真实感很强的虚拟景观。
2.直接使用C AD、3DS、3D M A X等设计数据,逼真表示规划设计成果的精细结构和材质特征;这种方法可以达到较高水平的细节程度,不仪能表示目标外观,而且还能充分展现目标的内部形态。
3.利片j摄影测量、激光扫描或其他地面测量手段采集的三维编码数据和实际影像纹理逼真表示建筑景观的现状:该方法一般4i表示实体内部特征,根据不同分辨率的图像町以达到各种细节水平,广泛用于大范围场景模型的快速重建。
实景三维可行性研究报告

实景三维可行性研究报告摘要本报告旨在探讨实景三维技术在不同领域中的可行性。
通过调研分析,我们对实景三维技术的发展现状进行了概述,并针对其在建筑设计、城市规划、教育培训等领域的应用进行了深入探讨。
通过本次研究,我们发现实景三维技术在各个领域都具有广阔的应用前景,可以为相关行业带来更多的机遇和发展空间。
1. 引言实景三维技术是一种基于虚拟现实技术的创新应用,通过模拟真实环境的三维场景,为用户提供身临其境的体验。
随着科技的不断发展,实景三维技术在建筑设计、城市规划、教育培训等领域得到了广泛的应用。
本报告将从技术现状、应用领域和未来发展等方面对实景三维技术进行全面研究。
2. 技术现状实景三维技术是一种集成了虚拟现实、增强现实等技术的创新技术,通过3D建模、动画渲染等技术手段,将真实环境模拟成三维场景。
目前,随着计算机性能的提升和软件技术的不断完善,实景三维技术已经实现了较高的真实感和交互性,能够为用户带来身临其境的体验。
在硬件方面,实景三维技术主要依赖于计算机、传感器、显示器等设备,其中头戴式显示器、手柄等设备能够为用户提供更加逼真的虚拟环境。
在软件方面,各种3D建模软件、渲染引擎等工具的不断更新和优化,也为实景三维技术的发展提供了有力支持。
3. 应用领域3.1 建筑设计在建筑设计领域,实景三维技术可以为建筑师提供更直观、更直观的设计方案。
通过将建筑模型投影到虚拟现实空间中,设计师可以更清晰地了解建筑的结构、布局和效果,从而做出更合理的设计决策。
此外,实景三维技术还可以帮助客户更好地理解设计方案,提高沟通效率。
3.2 城市规划在城市规划领域,实景三维技术可以帮助规划师更好地展示城市规划方案。
通过模拟城市的三维模型,规划师可以直观地看到城市的整体布局、道路交通、绿化景观等情况,有助于发现潜在问题并调整规划方案。
实景三维技术还可以为城市居民提供更加生动的城市体验,提升城市形象和吸引力。
3.3 教育培训在教育培训领域,实景三维技术可以为学生提供更生动、更具互动性的学习体验。
三维地质建模研究现状与发展趋势

第 2 卷 第 4期 0 20 0 6年 8月
土 工 基 础
So l g.n u d to i En a d Fo n a i n
Vl . O 0 2 No 4 1 . Au 2 0 g. 0 6
三 维 地 质 建 模 研 究 现 状 与 发 展 趋 势
所 谓 三 维 地 质 建 模 ( D Ge si c s Mo e— 3 o c n e d l e ig , 是运 用 计 算 机 技 术 , 三 维 环 境 下 , 空 间 n )就 在 将
划 与 局部地 段 分析 相 结 合 的 系统 方 法 , 合 地 质 工 符
程勘 察和设 计 工作 的特 点 , 利 于采取 快速 、 有 合理 的
信 息 化程 度 , 于实 现 系 统 管 理 和 资源 共 享 ; 2 有 便 ()
l 问题 的提 出
传 统 的地质 信息 的模 拟与 表达 主要采 用平 面 图
和剖 面 图 , 实质 是 将 三 维空 间 中 的地 层 、 造 、 其 构 地 貌 及其 它地 质现 象投 影到某 一平 面上进 行 表达 。该
面片结 构 ( a es 、 界 表 示 ( o n ayR p ee — F ct) 边 B u d r e rs n
速 、 时地再 现地 质 体 三 维信 息 及 综 合分 析 的有 效 适
途 径 。一 个 好 的三维 地质模 型是 进行 力学分 析 的基 础, 它对 工程 决策 和科 学管 理具 有重要 的 意义 , 概括 起 来具 有 以下一些 优点 : I 有利 于提 高资 源利用 的 ()
措 施 以尽 量 降低成本 。
2 三 维 地 质 数 据 模 型
空 间数据模 型是 实 现三 维显 示和 空 间分 析 的前 提和基 础 。近 年来 , 多学 者 对 三 维 空 间数 据 模 型 许 和数 据结 构进行 了研 究 , 目前 使 用 的 各种 三 维 数 据 结 构应 用 于不 同 的空 间情 况 , 侧重 点有所 不 同 , 功 在 能上也 存在 不 小 的差 异 。按 R n xn i1 9 ) o g ig L ( 9 4 ] 的研究 , 维地 质数 据 模 型 主 要 可 分 为基 于 面 表示 三
模型主要内容及特征 bim 城市三维模型分级
模型主要内容及特征bim 城市三维模型分级随着科技的不断发展,建筑信息模型(BIM)已在我国城市建设与管理中发挥着越来越重要的作用。
BIM城市三维模型作为一种数字化的城市规划与管理工具,能够为城市设计、施工、运营等各个阶段提供全面、精准、实时的信息支持。
本文将对BIM城市三维模型及其分级体系进行详细阐述,以期为我国城市建设和管理提供有益参考。
一、BIM城市三维模型概述BIM城市三维模型是基于地理信息系统(GIS)和三维激光扫描技术(LiDAR)构建的,具有高精度、高真实性、可持续更新等特点。
该模型涵盖了城市的自然环境、地理信息、建筑物、道路、市政设施等各个方面,能够为城市规划、设计、建设、运营等环节提供全面的数据支持。
二、BIM城市三维模型的分级体系为了更好地满足不同场景和需求,BIM城市三维模型分为以下几个级别:1.基础模型:以地理信息系统数据为基础,构建城市宏观环境模型,为城市规划提供基本数据支持。
2.详细模型:在基础模型基础上,添加建筑物、道路、市政设施等详细信息,为建筑设计、施工提供精准数据。
3.实时模型:结合物联网、大数据等技术,实时采集城市运行数据,为城市运营与管理提供实时信息。
4.交互模型:通过虚拟现实、增强现实等技术,实现与现实城市的互动,为城市仿真、决策提供支持。
三、各级别模型的特点与应用1.基础模型:具有宏观性、全面性,适用于城市规划、土地利用、环境保护等领域。
2.详细模型:具有精准性、实时性,适用于建筑设计、施工管理、工程监理等领域。
3.实时模型:具有动态性、实时性,适用于城市运行监测、应急管理、公共服务等领域。
4.交互模型:具有交互性、可视化,适用于城市仿真、决策支持、宣传推广等领域。
四、BIM城市三维模型在城市建设与管理中的作用1.提高工作效率:通过对城市基础设施、建筑物的精细化管理,降低设计、施工、运营等环节的沟通成本,提高工作效率。
2.优化资源配置:基于BIM城市三维模型,实现城市空间资源的精细化管理,提高土地利用效率。
基于3DS Max的城市三维建筑模型建模方法研究
21 第 1 0 2年 期
学术 研究 7
基 于 3 S M x的城市三维建筑模型建模 方法研 究 D a
陈 丽金 ( 福建 省 国土 测绘 院
摘
福 建厦 门
3 11 ) 6 02
要 :讨论 了 3S A D X和 P n a X x o t r M a d D E p r e 相结合 的建模 方法,阐述 了模型构建和模型优化 的过程 ,介绍
2 模型 总体 设计
模 型采 用 3 Sm x软 件进 行城 市 建筑 物建 模 , D a
首 先选 定 需 要 建模 的建 筑 物 ,在 航 片 上绘 出外 业工
作底图,接着利用数码相机对需要建模 的建筑物进 行外 业逐 幢 取景 ,然 后在 3S mx 里建 立建 筑 物模 D a 型,贴上表面纹理,生成单幢. a 艾 ,最后对模 m x:件 型进 行 一 些 优 化 处理 ,在 保证 真 实清 晰前 提 下 ,使 文件 量尽 可 能小 , 以便挂 接 数据库 。
图 2模 型制作 的 工作 流程
32建筑物模 型生成 .
高 低层 间 向光 与 背光 的差 别 ,可 能造 成 同一 幢 楼 采
根 据 建筑 多边 形在 3S mx 软件 中进 行 建筑 外 集 的 纹理 数 据 各 部分 明暗 不 一 ,需 进 行光 亮 度 和 色 D a
观 的 建 立 ,对 于 底 层骑 楼 、走 廊 、立 柱 等 尽量 做 到 调 的处 理 。
P n a X x o t r插件 导 出生 成 . 型 ; a dD Ep r e X模
3SM X软件 是 单文档 应 用程 序 ,即一次 只 能编 D A
辑 一个场 景 。但 是 ,可 以打开 3 S M X 的多个 副本 D A
三维地形模型的现实意义
三维地形模型的现实意义摘要:一、三维地形模型的概述1.定义及特点2.应用领域二、三维地形模型的重要性1.提高地质勘察效率2.辅助决策作用3.促进地质研究与发展三、三维地形模型的构建方法1.数据来源2.技术实现四、三维地形模型在实际应用中的案例分析1.工程案例2.环境保护与规划五、三维地形模型的发展趋势与展望1.技术创新2.行业应用拓展正文:一、三维地形模型的概述三维地形模型是指通过计算机技术,将地球表面的地形特征、地物信息以及地下地质结构等信息,真实地模拟出来的一种三维空间模型。
它具有以下特点:1.真实性:三维地形模型充分反映了实际地形地貌特征,使人们能够更加直观地了解地形情况。
2.直观性:通过三维可视化技术,将复杂的地形数据简化为易于理解的模型,便于观察和分析。
3.个性化:可以根据用户需求,调整模型参数,满足不同场景下的应用需求。
4.应用广泛:三维地形模型广泛应用于地质勘察、城市规划、环境保护、地质灾害防治等领域。
二、三维地形模型的重要性1.提高地质勘察效率三维地形模型能够将钻孔数据、地形地貌、地下地质结构等信息集成在一个模型中,便于地质工程师快速了解地质条件,从而提高地质勘察效率。
2.辅助决策作用基于三维地形模型的地质分析,可以为政府部门、企业等提供科学的决策依据。
例如,在城市建设过程中,通过三维地形模型分析地质条件,有利于合理规划土地资源、避免地质灾害隐患。
3.促进地质研究与发展三维地形模型为地质研究者提供了一个全新的研究手段,可以从多个角度、层次对地质现象进行深入探讨,从而推动地质学科的发展。
三、三维地形模型的构建方法1.数据来源三维地形模型的构建主要依赖于地质勘察数据,包括钻孔数据、地形地貌数据、地下地质结构数据等。
这些数据可以通过实地调查、测量、遥感技术等手段获取。
2.技术实现采用VC平台、OpenFlightAPI与Vega、PrimeAPI等技术,实现基于钻孔数据的三维地质模型的自动构建。
数字城市建设中三维建模方法的研究比较
l 基 于先 由航空器 ( 飞机 、 飞艇 、 热气球 ) 搭载 框幅式高 精度 立体航摄仪 器以高重叠度 ( 6 5 %以上 ) 拍 摄城市 的三维 高分 辨率影像 , 再经 由空 中三角加 密结合人工地面像控测 量 , 得 到还 原城市原貌 的数字正射影像 、 数字建筑侧面 图和数字 表面模型 , 然后通过专业 的计算机软件 ( 如s t r e e t f a c t o r y ) 生成 城市原景的模
型。
这种方法的优点是可 以最为真实 的还原城市 局部 的原有场 景, 由于加入 近距离拍 摄环节 , 几何纹 理精细化程度极 高 , 在计 算机上人机互动 的展示效果与实地观看 的效果几无二致 , 让“ 足 不出户看遍城市 ” 的愿景 真实呈现 。 但这种方法是局 部精 细化 建模 的方法 ,采取 的是化整 为零 的建模思路 , 原始 建模成果 缺乏地理坐 标支撑 , 工艺复 杂 , 依 赖 人工工作量大 , 生产效率极为低下 。如果要建立大规模的城市三 维模 型 , 生产周期 极长 , 需耗费大 量的人力物力 资源 , 并且在宏 观场景表现反而较为不真实 。
灵活 可变 ; 第五 , 原始构 建 的模 型具有地理 三维坐标 信息 , 无需 后 期加工匹配 ;第六 , 前期 的数 字航 摄影像除构建三 维模 型 以 外, 还 可用 于生产其他 数字产 品如数字线 划图 、 数字 高程 模型 、
数字 正射影像 等 , 成果类型丰富。
但立 体航 摄原始数据来源于高空 , 远 程的拍摄会对原 有景 象有不真实 的还原 , 在建筑 物稠 密区域会有遮掩现象。用此法带
数字城市建设 中三维建模方法的研 究比较
赵 磊 ,
( 1 . 太原理工 大学 , 山西太原 , 0 3 0 0 2 4 ; 2 . 山西省遥感中心 , 山西太原 , 0 3 0 0 0 1 )
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三维城市模型的研究现状评述
近年来,随着建筑和地理信息技术的发展,越来越多的城市将传统的二维城市模型改造成三维城市模型。
三维城市模型具有完整的形式表现,使得城市规划设计工作更加具体、实用,特别是在进行大规模的城市改造和项目开发时,三维城市模型更易于提高工作效率和优化规划设计。
此外,三维城市模型也能够满足城市服务业提出的各种需求,方便城市管理部门进行及时的管理决策。
本文就当前三维城市模型的研究现状,进行系统的评述。
从理论研究的角度看,三维城市模型的研究大都集中在两个方面:一是构建三维城市模型的方法,二是使用三维模型进行城市规划设计的方法。
在构建三维城市模型的方法方面,首先要进行卫星图像和地形数据的收集,然后需要利用技术建模软件,生成三维城市模型。
最后,将模型嵌入到城市规划及建筑设计表现中,达到实现城市模拟的目的。
其中,地理信息系统对构建三维城市模型具有重要的辅助作用,可以通过地理信息的处理实现三维城市模型的深度分析和合理规划
设计。
在使用三维城市模型进行城市规划设计的方法方面,则主要围绕着空间分析方法、建筑设计方案以及影响城市发展进行深入研究。
在空间分析方法上,以数据分析为基础,提出基于三维城市模型的空间结构及功能优化分析,利用数据模型计算城市规划设计效果,从而从数量和质量两方面提高规划设计的综合性能。
在建筑设计方案上,则要求将建筑设计和城市规划有机结合,实现生态友好的城市空间规划设计。
结合三维城市模型,可以从宏观和微观两个层面,进行空间
布局分析计算,以保证规划设计成果合规和真实可行。
最后,在影响城市发展方面,结合有关技术,如实时路况、电子政务、城市绿化等,实现对城市发展的实时管理和优化改造。
从应用研究的角度看,三维城市模型的应用也在不断扩大,从建筑设计到城市规划,都可以利用三维城市模型达到较好的真实表现。
此外,三维城市模型的运用也为城市管理部门提供了更为便捷的技术手段,可以实时全面地对城市的运行情况进行检测、分析,从而实现及时的管理决策。
另外,三维城市模型也增强了城市服务业的社会形象,如政府服务、公共安全、公共行政、社会福利等,都可以通过三维城市模型的应用,实现更为完善的服务准确性。
总而言之,三维城市模型发挥着重要的作用,已经成为城市规划设计不可缺少的重要工具。
此外,三维城市模型也正在成为城市服务业和城市管理部门支撑决策的重要手段,为城市提供更加便捷、高效的服务。