三維數(shù)字城市范文第1篇

關(guān)鍵詞：三維GIS數(shù)字城市城市規(guī)劃

引言：隨著GIS應(yīng)用的深入，人們越來越多地要求從真三維空間來處理問題。數(shù)字城市建設(shè)已成為測繪領(lǐng)域一個重點研究對象，城市三維信息系統(tǒng)的建設(shè)必將成為數(shù)字城市系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容之一，它將利用城市現(xiàn)有的空間地理信息、政務(wù)信息等信息資源和通訊基礎(chǔ)設(shè)施，通過城市建模和三維景觀可視化，實現(xiàn)城市真實三維景觀再現(xiàn)，為電子政務(wù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用和公眾服務(wù)搭建3DGIS服務(wù)平臺。

1.三維GIS概述

1.1 三維GIS的定義

從不同的角度出發(fā)，GIS有三種定義：①基于工具箱的定義，認為GIS是一個從現(xiàn)實世界采集、存貯、轉(zhuǎn)換、顯示空間數(shù)據(jù)的工具集合；②數(shù)據(jù)庫定義，認為GIS是一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)庫里的大多數(shù)數(shù)據(jù)能被索引和操作，以回答各種各樣的問題；③基于組織機構(gòu)的定義，認為GIS是一個功能集合，能夠存貯、檢索、操作和顯示地理數(shù)據(jù)，是一個集數(shù)據(jù)庫、專家和持續(xù)經(jīng)濟支持的機構(gòu)團體和組織結(jié)構(gòu)，提供解決環(huán)境問題的各種決策支持。

1.2 三維GIS的特點

在三維GIS中，空間目標(biāo)通過X、Y、Z三個坐標(biāo)軸來定義，它與二維GIS中定義在二維平面上的目標(biāo)具有完全不同的性質(zhì)。三維空間數(shù)據(jù)庫是三維GIS的核心，三維空間分析則是其獨有的能力。與功能增強相對應(yīng)的是，三維GIS的理論研究和系統(tǒng)建設(shè)工作比二維GIS也更加復(fù)雜。

1.3三維GIS的功能

基于二維GIS的發(fā)展?fàn)顩r和從空間信息集成的需求角度來講，筆者個人認為，三維GIS除了具備二維GIS的傳統(tǒng)功能以外，還應(yīng)該具有如下獨有的功能：

①包容一維、二維對象

三維GIS不僅要表達三維對象，而且要研究一維、二維對象在三維空間中的表達。將一維、二維對象置于三維立體空間中考慮，存儲的是它們真實的幾何位置與空間拓撲關(guān)系，這樣表達的結(jié)果就能區(qū)分出一維、二維對象在垂直方向上的變化。

②可視化2.5維、三維對象

三維GIS的首要特色是要能對2.5維、三維對象進行可視化表現(xiàn)。三維對象的幾何建模與可視表達在三維GIS建設(shè)的整個過程中都是需要的，這是三維GIS的一項基本功能。

③三維空間DBMS管理

三維GIS的核心是三維空間數(shù)據(jù)庫。它可能由擴展的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也可能由面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲管理三維空間對象。

④三維空間分析

在二維GIS中，空間分析是GIS區(qū)別于三維CAD與科學(xué)計算可視化的特有功能，在三維GIS中也同樣如此�？臻g分析三維化，也就是在直接在三維空間中進行空間操作與分析，連同上文述及的對空間對象進行三維表達與管理，使得三維GIS明顯不同于二維GIS，同時在功能上也更加強大。

⑤應(yīng)能及時受益于現(xiàn)代數(shù)據(jù)獲取方法的進展和大數(shù)據(jù)量處理技術(shù)的發(fā)展

目前，由于科技水平的限制，人類獲取地學(xué)三維數(shù)據(jù)的能力的弱小是阻礙三維GIS迅速發(fā)展的一個重要原因。因此現(xiàn)時的三維GIS設(shè)計與開發(fā)應(yīng)充分考慮未來三維地學(xué)數(shù)據(jù)獲取能力的提高，以便及時受益于現(xiàn)代數(shù)據(jù)獲取方法的進步。

2.三維GIS與數(shù)字城市建設(shè)

世界的本原是處在三維空間中的，城市三維現(xiàn)在已成為當(dāng)前三維GIS中研究與開發(fā)的一個重要方面。信息化目前正成為社會發(fā)展的主流，城市作為信息存在與傳播的主體，理所當(dāng)然地也成為三維GIS表達的一個重要對象。

空間分析能力在二維GIS中就比較薄弱，目前大多數(shù)的GIS都不能做到?jīng)Q策層次上來，只能作為一個大的空間數(shù)據(jù)庫，滿足簡單的編輯、管理、查詢和顯示要求，不能為決策者直接提供決策方案。因此，研究開發(fā)GIS的基本空間分析及將各領(lǐng)域的專家知識入嵌入GIS中，是三維GIS發(fā)展的一個重要方面。

2.1數(shù)字城市的基本框架

數(shù)字城市有一個基本的框架，主要由三大部分組成：

1）數(shù)字城市建設(shè)的信息支撐技術(shù)。主要有遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、城市綜合功能GIS技術(shù)、數(shù)字城市的管理信息技術(shù)、虛擬技術(shù)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)、元數(shù)據(jù)和寬帶網(wǎng)絡(luò)等，應(yīng)用這些技術(shù)可以實現(xiàn)城市空間數(shù)據(jù)的獲取、分析、歸納與整合。

2）數(shù)字城市建設(shè)的基本內(nèi)容。首先，建立由城市空間基礎(chǔ)信息平臺、城市綜合信息平臺和城市電信基礎(chǔ)平臺組成的核心系統(tǒng)，達到共享和支持。其次，建立應(yīng)用系統(tǒng)，它們是數(shù)字城市發(fā)揮作用的根本。第三，網(wǎng)絡(luò)與信息接入設(shè)備，它們是數(shù)字城市應(yīng)用的前端，直接面向最終用戶。第四，政策法規(guī)與保障體系，它數(shù)字城市建設(shè)及運行提供法律、經(jīng)濟、標(biāo)準(zhǔn)、組織和管理等方面的保障。

3）數(shù)字城市的服務(wù)對象。包括政府、企業(yè)、社會和公眾四大類。

2.2三維GIS技術(shù)在城市總體規(guī)劃中的應(yīng)用

城市區(qū)域三維GIS將以GIS為核心的技術(shù)應(yīng)用于城市三維海量空間數(shù)據(jù)的存儲與管理，進行各類城市三維空間數(shù)據(jù)的綜合顯示與融合分析，并且在此基礎(chǔ)上進行多種專業(yè)分析與相關(guān)三維信息的網(wǎng)絡(luò)，從而為城市指定科學(xué)的、合理的發(fā)展規(guī)劃及管理提供基礎(chǔ)資料和決策依據(jù)�；�于三維GIS的城市總體規(guī)劃信息管理系統(tǒng)，不僅具備一般的MIS系統(tǒng)的報表和統(tǒng)計功能，而且還具有空間分析功能，用戶可根據(jù)不同的要求來對城市信息進行分類統(tǒng)計，構(gòu)建相應(yīng)的土地利用專題，直觀的了解城市規(guī)劃的總體情況。城市總體規(guī)劃中涉及到的土地的空間特征和屬性特征處于不斷的變化之中，三維GIS技術(shù)可以成為土地數(shù)據(jù)管理、更新、評價的有力工具，可以建立覆蓋整個行政區(qū)域的數(shù)字高程（DEM）模型，通過DEM與航空攝影資料的合成建立起三維立體旋轉(zhuǎn)景觀模型，使得修訂城市總體規(guī)劃更具有現(xiàn)實性和科學(xué)性。

系統(tǒng)應(yīng)能將城市地上的建筑、道路、水系、管道及地下構(gòu)筑物等景觀內(nèi)容利用現(xiàn)有的資料在三維場景中展現(xiàn)出來，并且可針對城市地質(zhì)的特性將城市地質(zhì)勘查資料揭示結(jié)果在三維空間中綜合起來，重現(xiàn)地下地質(zhì)界面和地質(zhì)體的空間形態(tài)和組合關(guān)系，重建三維地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)模型，并將地上、地下的三維模型用三維可視化技術(shù)生動地表現(xiàn)出來，從而實現(xiàn)地上、地下復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系的表達、分析。系統(tǒng)可以利用空間分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)支持復(fù)雜問題的決策研究。

三維城市規(guī)劃還將在實施漫游的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對各種信息進行集成與分析的基本功能，具體來說具備以下幾種主要功能：實現(xiàn)各種信息的二維查看、查詢和測量等一系列功能；實現(xiàn)二維與三維的交互性查看、漫游。利用數(shù)據(jù)模型的一些特點進行相應(yīng)的加工處理，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與模型庫的對應(yīng)關(guān)系，同時要實現(xiàn)對各種信息的查詢、調(diào)用、分析和處理，就必須利用GIS及相關(guān)工具建立一個高效率的數(shù)據(jù)庫，并使之具備對信息進行搜集、分析、處理和更新的功能，將數(shù)據(jù)庫中的信息與實施場景中的模型進行綁定，從而達到對各種信息的即查即用，實現(xiàn)豐富的查詢和分析、決策功能。

3 結(jié)束語

三維GIS是物質(zhì)城市在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)空間的再現(xiàn)和反映，是以空間信息為核心的城市信息系統(tǒng)體系。它將地理信息技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到城市經(jīng)濟和社會生活的各個方面，為政府部門、企業(yè)、社區(qū)、公眾提供多層次、高質(zhì)量、高效率的信息服務(wù)及決策支持，以提高城市和社區(qū)建設(shè)與管理的現(xiàn)代化水平和效率，提高人們的生活質(zhì)量。目前，我國以“數(shù)字城市”為目標(biāo)，面向城市可持續(xù)發(fā)展的全數(shù)字化信息系統(tǒng)建設(shè)正在探索中，全國已有100多個城市陸續(xù)展開各自的數(shù)字城市建設(shè)計劃。

三維GIS是數(shù)字城市的重要基礎(chǔ)空間信息。三維城市的建立能夠全方位地、直觀地給人們提供有關(guān)城市的各種具有真實感的場景信息，構(gòu)建出一個真實、直觀的虛擬城市環(huán)境，為城市管理者面對復(fù)雜的城市，實施科學(xué)的、人文的、生態(tài)的規(guī)劃，提供有力的決策手段。由于城市規(guī)劃的關(guān)聯(lián)性和前瞻性要求較高，城市規(guī)劃一直是三維可視化技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域，建立基于影像的城市三維系統(tǒng)，構(gòu)建真實、準(zhǔn)確的虛擬城市場景，實時互動地評估與分析規(guī)劃方案，為城市規(guī)劃的決策提供更加直觀與科學(xué)的依據(jù)，這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達到的，是當(dāng)今城市規(guī)劃信息化發(fā)展的重要方向。

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三維數(shù)字城市范文第2篇

基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)作為社會發(fā)展中基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源，為政府管理輔助決策等方面提供了資源保障，在政府部門信息系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用［1］。但是，隨著“數(shù)字城市”建設(shè)的推進，隨著公共安全、應(yīng)急聯(lián)動等對基礎(chǔ)空間信息的保障能力提出新要求，目前共享方式已不能滿足需要［2］，建設(shè)三維數(shù)字城市，不僅大幅提升城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的開發(fā)利用水平，而且對政府部門間、不同行業(yè)的信息資源共享服務(wù)應(yīng)用具有重要的借鑒價值。

1建設(shè)意義

該項目的實施建設(shè)：不僅有利于提升整個城市的綜合實力，而且有利于城市經(jīng)濟運作與國際市場協(xié)調(diào)，是推動改革的重要舉措。能實現(xiàn)對城市地理空間信息資源的合理規(guī)劃和有效管理。能徹底改善“信息孤島”現(xiàn)象。能較好實現(xiàn)各類地理空間數(shù)據(jù)的整合，維護更新現(xiàn)勢數(shù)據(jù)。將在土地利用動態(tài)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、防汛防災(zāi)、城市規(guī)劃乃至日常生活等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。

2系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)：“數(shù)字城市”是一個由多種高新技術(shù)支持的計算機網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。它不僅能在計算機上建立虛擬城市，更主要的是能促使城市不同部門、層次之間的信息共享，減少資源的浪費和功能重疊，進而從宏觀全局的角度制定城市規(guī)劃和管理的整體戰(zhàn)略［5］。“數(shù)字城市”的基本內(nèi)涵包括以下幾個方面：城市信息資源的開發(fā)與應(yīng)用；城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；城市信息技術(shù)的開發(fā)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；城市信息化的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與法規(guī)的制定；信息人才的培養(yǎng)與信息知識的普及。

3系統(tǒng)體系架構(gòu)

系統(tǒng)的整體體系結(jié)構(gòu)遵循三層架構(gòu)體系，包括數(shù)據(jù)層、邏輯層和應(yīng)用層3個應(yīng)用層次。采用B／S結(jié)構(gòu)的組織模式，為政府提供對多種數(shù)據(jù)等的管理，系統(tǒng)采用ArcServer為GIS平臺，Oracle為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，利用多種軟件技術(shù)，實現(xiàn)對國土規(guī)劃數(shù)據(jù)、安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)等的顯示、查詢、統(tǒng)計等功能，為城市規(guī)劃管理工作提供支撐�？傮w結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：數(shù)據(jù)庫層：為系統(tǒng)提供基本的數(shù)據(jù)服務(wù)。邏輯層：包括GIS服務(wù)層和系統(tǒng)功能層2個層：GIS服務(wù)層提供底層GIS管理服務(wù)；系統(tǒng)功能層在開發(fā)接口之上封裝一套統(tǒng)一開發(fā)接口，實現(xiàn)對底層數(shù)據(jù)的訪問。應(yīng)用層：此層是系統(tǒng)主要應(yīng)用模塊，用戶通過桌面訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進行查詢、統(tǒng)計分析等工作。

4系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

系統(tǒng)要為政府網(wǎng)絡(luò)辦公和對外服務(wù)提供應(yīng)用，大部分用戶通過瀏覽器來應(yīng)用系統(tǒng)，政府管理員使用桌面系統(tǒng)維護系統(tǒng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)和用戶需求，三維數(shù)字城市平臺由三大子系統(tǒng)組成：三維展示子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和共享服務(wù)子系統(tǒng)。系統(tǒng)主要通過局域網(wǎng)及專網(wǎng)實現(xiàn)信息共享，滿足市政府對三維數(shù)字城市平臺的數(shù)據(jù)訪問及編輯的要求。

4．1三維展示子系統(tǒng)

三維展示子系統(tǒng)根據(jù)用戶的需求，設(shè)計了系統(tǒng)登錄、圖層控制、專題應(yīng)用、空間分析、路徑瀏覽、視圖工具、信息查詢等功能模塊。圖層控制：能夠?qū)�圖層的分類、順序、是否可見等內(nèi)容進行管理�？臻g分析：包括量測、通視分析、填挖分析、淹沒分析等分析功能。路徑瀏覽：包括地面瀏覽、航空瀏覽等功能。視圖工具：包括雙屏聯(lián)動、地形編輯、影像影藏等功能。信息查詢：包括關(guān)鍵字查詢、點擊查詢、空間查詢等功能。輔助工具：包括熱點添加、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、方向指北等功能。

4．2共享服務(wù)子系統(tǒng)

（1）數(shù)據(jù)服務(wù)接口。提供有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)接口，將基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫中的DLG，DOM，DEM，電子地圖、多媒體數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、興趣點等基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等成符合XML，WMS，WFS等標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，可同時為多個部門的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)，達到數(shù)據(jù)統(tǒng)一更新、實時的目標(biāo)。

（2）基礎(chǔ)地理信息共享服務(wù)模式。由于委辦局眾多，各委辦局對基礎(chǔ)地理信息的數(shù)據(jù)需求、應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)模式均各不相同，平臺提供4種共享模式。通過數(shù)據(jù)接口，直接在線訪問的數(shù)據(jù)模式；基于服務(wù)的空間數(shù)據(jù)共享模式；基于圖片的空間數(shù)據(jù)共享模式；通過介質(zhì)拷貝，提供特殊需求的部門服務(wù)。

4．3數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

提供海量影像數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)的合成工具，可生成三維平臺中的應(yīng)用場景。在三維平臺后續(xù)實際應(yīng)用中，使用合成工具可方便完成影像數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)的更新。

4．4系統(tǒng)實現(xiàn)主界面圖

根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)最終主界面。

5結(jié)語

三維數(shù)字城市范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字城市；三維地理信息技術(shù)；建立；作用

中圖分類號：O343.2文獻標(biāo)識碼：A

一、數(shù)字城市與三維地理信息技術(shù)概述

城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市人口的增加等這些現(xiàn)象的產(chǎn)生需要強有力的對城市空間布局的調(diào)控，對人口密度的疏導(dǎo)，對資源的有效配置和使用，對各行各業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，對交通狀況的改善以及對環(huán)境質(zhì)量的保證等。城市發(fā)展過程中的問題急需解決，這就必須要改進和提高傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、建設(shè)、管理的方法。數(shù)字城市的出現(xiàn)就是致力于建立一個能夠服務(wù)于城市居民，服務(wù)于各行各業(yè)的多功能的信息系統(tǒng)。建立數(shù)字城市是數(shù)字地球發(fā)展戰(zhàn)略的需要，也是城市自身發(fā)展的需要，符合可持續(xù)發(fā)展的規(guī)律。

現(xiàn)實中的城市可以看作是一個復(fù)雜的空間地域系統(tǒng)，其中建筑物、市政工程設(shè)施以及承載他們的載體即城市土地都是以物質(zhì)實體形態(tài)存在的。城市實體所處不同的空間位置和他們所具有的相應(yīng)的屬性是城市實體的重要性狀。城市所處的空間位置是相對不變的，但是它們的屬性值是按照使用和管理的需要選用的，可以有很多種選擇。將城市的對象用點、線、面、體等幾何對象表示，構(gòu)成數(shù)字地圖，然后將集合對象的屬性與現(xiàn)實中城市實體的屬性相關(guān)聯(lián)，就完成了對城市實體的空間位置和屬性的模擬，也就是用三維地理信息技術(shù)建立的數(shù)字城市。

三維地理信息為數(shù)字城市的建設(shè)提供了重要的基礎(chǔ)空間信息。三維數(shù)字城市的建立可以全方位、立體、直觀的將城市的各種場景等信息真實的展示在人們面前，從而形成一個真實的、直觀的虛擬場景。由于城市規(guī)劃的一些具體要求，三維地理信息技術(shù)一直是城市規(guī)劃所使用的重要手段，用于建立真實的城市三維模型，構(gòu)建虛擬的城市場景。

二、三維地理信息技術(shù)在數(shù)字城市建設(shè)應(yīng)用中的問題

數(shù)字城市的建設(shè)處于不成熟的階段，在建設(shè)過程中結(jié)合我國的實際國情，出現(xiàn)了很多問題，而且我國的三維地理信息技術(shù)發(fā)展的并不十分成熟，在運用過程中難免會出現(xiàn)問題。以下幾種是比較突出的問題。

第一，中西部經(jīng)濟欠發(fā)達的地區(qū)由于經(jīng)濟水平的限制以及地理環(huán)境的影響，信息化、數(shù)字化的水平較低，地區(qū)的基本信息等還未實現(xiàn)數(shù)字化，三維地理信息技術(shù)也還沒有發(fā)展起來，這對于數(shù)字城市的整體建設(shè)不利，應(yīng)該先致力于這些地區(qū)的城市基礎(chǔ)信息的數(shù)據(jù)庫建設(shè)，這也是建設(shè)數(shù)字城市的基本要求，才能為日后三維地理信息技術(shù)的運用提供保障。

第二，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新較慢，并且較為復(fù)雜。為確保數(shù)字城市的順利建設(shè)，地理信息系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)地區(qū)的實際情況進行及時的更新，才能方便于工作人員的信息查詢工作，這也為數(shù)字城市的建設(shè)、規(guī)劃起到指導(dǎo)的作用。

第三，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的維護存在的問題。隨著地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)的提高，原有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)不適合于現(xiàn)如今的數(shù)字城市的建設(shè)。這就需要在對過去的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行維護，將原有的有用的數(shù)據(jù)完整、安全的轉(zhuǎn)移到新的系統(tǒng)中，并轉(zhuǎn)換成新系統(tǒng)所規(guī)定的數(shù)據(jù)類型，與新系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行融合。想要實現(xiàn)數(shù)字城市的建設(shè)，利用三維地理信息技術(shù)進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的維護是很重要的。

第四，現(xiàn)如今阻礙數(shù)字城市發(fā)展的主要因素更多的在于數(shù)據(jù)政策。我國的數(shù)據(jù)政策存在有一定的問題，要改變“資源割據(jù)，信息孤島”的現(xiàn)狀，需要對數(shù)據(jù)政策進行徹底的改革，使得數(shù)據(jù)能夠正確的快速的發(fā)展，才能夠為三維地理信息系統(tǒng)的建立提供數(shù)據(jù)等信息，為數(shù)字城市的建立提供基礎(chǔ)。

三、數(shù)字城市建設(shè)中的三維地理信息技術(shù)

數(shù)字城市的建設(shè)根本上在于解決城市發(fā)展過程中的生活和工作的交流方式，調(diào)節(jié)政府、企業(yè)、居民之間的關(guān)系以及人與環(huán)境的關(guān)系。數(shù)字城市的建設(shè)是一項巨大的工程，功能多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它的建立需要各種高科技技術(shù)的綜合運用才能得以實現(xiàn)，數(shù)字城市建設(shè)的主要技術(shù)有遙感技術(shù)、三維地理信息技術(shù)、城市的綜合功能GIS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)寬帶等。

其中，最主要的技術(shù)是三維地理信息技術(shù)。數(shù)字城市的建設(shè)離不開三維地理信息系統(tǒng)的建立。三維地理信息系統(tǒng)與二維地理信息系統(tǒng)相比，同樣具有基本的空間數(shù)據(jù)處理的功能，比如數(shù)據(jù)的獲取、組織、操縱、分析等功能。三維地理信息系統(tǒng)的空間信息展示更加直觀。三維地理信息技術(shù)運用到數(shù)字城市建設(shè)中，可以更加直觀的將城市場景模擬展現(xiàn)在人們面前。而且，三維地理信息系統(tǒng)的多維度空間分析的功能更為強大。空間信息分析的過程通常比較復(fù)雜、抽象，三維地理信息系統(tǒng)同時可以完成二維地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，還能夠完成一些高級的空間分析功能，比如日照分析、地址分析等。

三維地理信息技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)字城市的建立更加方便，功能更加多樣。

四、三維地理信息技術(shù)在數(shù)字城市建設(shè)中的運用

三維地理信息技術(shù)在數(shù)字城市建設(shè)中的運用分別體現(xiàn)在以下的幾個方面：

第一方面，三維地理信息技術(shù)在城市規(guī)劃中的運用。在城市的區(qū)域規(guī)劃中，需要對城市的人口、資源的分布，對城鎮(zhèn)的布局等進行詳細的分析，充分考慮該區(qū)域的地形、地勢、氣候等條件，這就需要用到三維地理信息技術(shù)，通過對該區(qū)域進行詳細的分析可以使得城市規(guī)劃更為合理。而且城市的規(guī)劃管理是與城市的地理空間數(shù)據(jù)密不可分的，它需要對規(guī)劃圖進行反復(fù)的操作，這也需要三維地理信息技術(shù)作為基礎(chǔ)。另外，城市規(guī)劃管理作為一種重要的行政許可，它有著嚴格的規(guī)章制度和數(shù)據(jù)管理方法。因此將三維地理信息技術(shù)和傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)相結(jié)合，應(yīng)用到城市的規(guī)劃管理中去，是我國數(shù)字城市發(fā)展的必然趨勢。

第二方面，三維地理信息技術(shù)在城市設(shè)施功能的虛擬實現(xiàn)中的運用。城市設(shè)施的功能除了要為居民提供水、電、氣等能量、物質(zhì)資源之外，還需要提供文化、娛樂等非物質(zhì)資源。將城市設(shè)施的有關(guān)功能屬性與虛擬對象進行關(guān)聯(lián)，形成一個基于三維地理信息技術(shù)的信息平臺，可用于對城市災(zāi)害的應(yīng)急指揮、公安信息系統(tǒng)、城市的規(guī)劃管理等提供資料。而且，在這個平臺上，通過實現(xiàn)電子政務(wù)和電子商務(wù)的功能，可以使得各行各業(yè)的人員充分利用各種信息，實現(xiàn)信息共享，提高工作效率，實現(xiàn)城市管理的信息化和社會事業(yè)的信息化。通過計算機進行遠程的教育、保健、醫(yī)療服務(wù)等功能推動服務(wù)行業(yè)的改革。

結(jié)語：

三維地理信息技術(shù)必將得到迅速的發(fā)展，它為數(shù)字城市的建設(shè)提供了技術(shù)支持�，F(xiàn)如今的數(shù)字城市建設(shè)中，由于存在缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，三維地理信息技術(shù)的成果無法達到數(shù)字城市建設(shè)的要求。因此在日后的數(shù)字城市建設(shè)中，需要制定規(guī)范的符合實際的數(shù)字城市發(fā)展規(guī)劃，充分的利用地理信息技術(shù)，三維地理信息技術(shù)也應(yīng)在數(shù)字城市建設(shè)的指導(dǎo)、促進下，不斷深入發(fā)展，為數(shù)字城市的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

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三維數(shù)字城市范文第4篇

關(guān)鍵詞：三維地理信息系統(tǒng) 數(shù)字城市 建設(shè) 應(yīng)用研究

一、數(shù)字城市和3D-GIS 的含義

（一）數(shù)字城市構(gòu)建的基本框架

數(shù)字城市的構(gòu)建主要涉及到信息支撐技術(shù)、城市建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容和服務(wù)對象等三個方面。其中信息支撐技術(shù)是數(shù)字城市構(gòu)建的技術(shù)基礎(chǔ)，主要包括的技術(shù)有地理信息系統(tǒng)技術(shù)，GPS系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字城市管理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)等等，這些信息支撐技術(shù)是可以有效的為數(shù)字城市提高全方位的城市空間的數(shù)據(jù)信息，為城市規(guī)范提供有利依據(jù)。數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容包括建設(shè)城市空間基礎(chǔ)信息平臺、城市綜合信息平臺和城市電信基礎(chǔ)平臺，使該平臺能夠更好分發(fā)揮出數(shù)字城市的作用，通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)信息的共享和支持，同時政府的法律規(guī)范也是對數(shù)字城市建設(shè)的重要法律保障。對于數(shù)字城市的構(gòu)建中的服務(wù)對象有政府、企業(yè)、社會和公眾。

（二）3D-GIS含義

3D GIS 是一種將3D空間實體對象進行的幾何建模，其表達的數(shù)學(xué)公式為F=f （ x，y，z），可以對空間對象進行全方位的表達，實景3D GIS是客觀世界的最直觀和最真實的寫照，對地理空間的展現(xiàn)也是非常真實的。

（三）三維地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用的主要創(chuàng)新點

三維地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用具有其創(chuàng)新之處，主要體現(xiàn)在：

1、 真實性。它可以有效的打造出實際景觀效果的數(shù)字城市環(huán)境，可以將復(fù)雜的城市環(huán)境呈現(xiàn)在數(shù)字空間中。

2、參考依據(jù)。三維地理信息系統(tǒng)展現(xiàn)出的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)還可以為城管、公安、交通、招商引資等部門提供更有利的決策參考依據(jù)。

3、應(yīng)急預(yù)案。不用考慮時間、空間的限制影響，城市安全應(yīng)急部門就可以利用三維地理信息系統(tǒng)的遠環(huán)境，進行遠程決策指揮。

4、資源共享性。三維地理信息系統(tǒng)打造出的實景城市環(huán)境信息可以為城市發(fā)展提供更加有價值的資源信息，便于統(tǒng)一建設(shè)、維護和管理，更有利于對城市實施科學(xué)的、人文的、生態(tài)的規(guī)劃。

二、三維數(shù)字城市的基本模型

（一）模型的基本構(gòu)成

三維地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市建設(shè)中主要由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、三維模型、運行環(huán)境組成，其中數(shù)字線劃數(shù)據(jù)、影像與紋理數(shù)據(jù)、數(shù)字地面模型和對象屬性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；三維模型中有地形、花草樹木、特效方面的建模；運行環(huán)境主要有軟、硬件方面的環(huán)境。

（二）模型的總體框架

三維“數(shù)字城市”主要通過Web服務(wù)器完成終端與數(shù)據(jù)服務(wù)器對數(shù)字城市中的三維城市環(huán)境信息進行整合，從而為使用用戶提供瀏覽和查詢的服務(wù)。三維地理信息系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)層，就是利用數(shù)據(jù)流的方式將地形數(shù)據(jù)里的遙感影像數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)融合成3維的場景進行提供；功能展示層，能夠提高三維地理信息的查詢、瀏覽、分析、展示的功能；應(yīng)用服務(wù)層，有利于對三維地理信息的城市數(shù)據(jù)進行資源共享，更好的滿足各行各業(yè)的發(fā)展所需。

三、模型建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

（一）三維場景幾何模型快速生成技術(shù)

三維數(shù)字城市中的建筑物、河流、居民等實物進行三維建模時，為了能夠提高建模的效率性，可以采用已有二維GIS數(shù)據(jù)和遙感影響數(shù)據(jù)的建模方法，這樣通過3DMAX、CAD、MultiGen等商業(yè)軟件就可以對城市進行數(shù)字建模。

（二）可見性預(yù)計技術(shù)

在對城市實物場景進行整合時，往往由于視線的角度問題、方向問題會造成對場景描述的缺失，同時一個實物對另一個實物的遮擋也會造成場景建模的局限。為此，在三維數(shù)字城市建模時必須要有一定的可見性判斷，主要采用的是包圍盒技術(shù)和八叉樹技術(shù)，這樣可以打造實體空間的連貫性，使三維城市數(shù)字空間的設(shè)計更為真實。

（三）多分辨率層次細節(jié)模型技術(shù)（LOD）

LOD主要是根據(jù)城市三維模型的不規(guī)則性進行處理的不同技術(shù)方法，多分辨率層次模型主要有連續(xù)和離散LOD兩種類型，通常當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高程模型采用的是ROAM算法時，要采用連續(xù)LOD技術(shù)繪制，這樣可以避免驅(qū)動分裂的現(xiàn)象出現(xiàn)，便于連續(xù)網(wǎng)格的融合操作；當(dāng)數(shù)字城市中的建筑物呈現(xiàn)出不規(guī)則的幾何形體或者其表面的紋路圖像比較簡化可以采用離散LOD技術(shù)繪制，這樣可以使建筑物的模型更為清晰圓滑。

結(jié)語：通過以上對三維地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用進行的研究分析，可見在未來數(shù)字城市構(gòu)建的過程中，三維地理信息系統(tǒng)將會成為其研究的重要課題。三維地理信息系統(tǒng)將會更加真實的再現(xiàn)出物質(zhì)城市中的各個方面，有效的整合空間地理信息、政務(wù)信息、通訊基礎(chǔ)設(shè)施等，使城市建模能夠更加全面，更好的便于規(guī)劃管理城市發(fā)展，提高人們的生活水平。

參考文獻：

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三維數(shù)字城市范文第5篇

關(guān)鍵詞：三維模型;數(shù)字攝影測量;三維地理信息系統(tǒng);數(shù)字城市;城市規(guī)劃 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：P232 文章編號：1009-2374（2023）02-0019-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2023.0108

1 概述

“數(shù)字城市”是隨著“數(shù)字地球”戰(zhàn)略的提出應(yīng)運而生的，是解決城市問題的綜合性工程。在“數(shù)字城市”建設(shè)過程中，二維空間數(shù)據(jù)一直作為空間信息基礎(chǔ)設(shè)施框架重要的數(shù)據(jù)內(nèi)容，其在城市規(guī)劃、交通、市政等各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)的二維數(shù)據(jù)很難表現(xiàn)城市三維空間形態(tài)的多樣性和復(fù)雜性以及相互之間的關(guān)系。城市三維空間信息則具有直觀性強、信息量大、內(nèi)容豐富等優(yōu)點。三維地理信息系統(tǒng)已成為數(shù)字城市的重要組成部分，而三維模型的建立是三維地理信息系統(tǒng)建立基礎(chǔ)。本文對基于數(shù)字攝影測量技術(shù)的三維建模方法進行探討。

2 構(gòu)建三維模型的方法

三維模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)是建設(shè)數(shù)字城市三維地理信息系統(tǒng)的核心，三維模型的精度和建模效率直接影響著三維地理信息系統(tǒng)的實用性和建設(shè)周期。現(xiàn)將有代表性的四種建模方式列出：

第一，基于航空攝影測量的三維建模技術(shù)。通過航空攝影測量技術(shù)，在立體環(huán)境下，能快速準(zhǔn)確獲取建筑物等三維模型數(shù)據(jù)的位置、形狀及高度信息，再加以外業(yè)紋理采集及正射影像屋頂信息即可構(gòu)建精細三維模型。成熟的DEM數(shù)據(jù)及DOM數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)路線能快速重建三維場景中的地形數(shù)據(jù)，真實展現(xiàn)城市風(fēng)貌。

第二，采用機載激光雷達掃描，快速獲取城市建筑模型及地表模型，但是這種方式獲取的數(shù)據(jù)量非常龐大，若需提取有用信息必須加上很多人工干預(yù)，此種方法建立的三維立體模型沒有建筑物的色彩紋理。

第四，基于規(guī)劃圖紙等二維數(shù)據(jù)資料的城市三維建模方法，利用AutoCAD、3DS Max等軟件建立三維模型數(shù)據(jù)，但是此方法需要大量的工作來收集數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)的時效性存在不確定性，對于建筑物頂部紋理存在盲區(qū)，高程數(shù)據(jù)的獲取工作量亦較大。同樣此種方法建立的三維立體模型沒有建筑物的色彩紋理。

第五，SWDC-5傾斜攝影系統(tǒng)及SSW-2車載建模測量系統(tǒng)這兩個系統(tǒng)是劉先林院士在第六屆中國數(shù)字城市建設(shè)技術(shù)研討會數(shù)字城市高峰論壇上提出的，目前正在推廣應(yīng)用階段。

3 基于數(shù)字攝影測量技術(shù)的三維建模方法

基于數(shù)字攝影測量技術(shù)的三維數(shù)據(jù)制作工藝，其具體優(yōu)勢如下：

第一，數(shù)據(jù)的獲取、處理、分發(fā)等都是以數(shù)字的形式，攝影測量所有工序都可以在計算機上實現(xiàn)，并且涵蓋整個傳統(tǒng)攝影測量的各個工序。

第二，數(shù)字攝影測量技術(shù)能夠協(xié)助設(shè)計人員快速建立地面建筑的空間幾何、高程數(shù)據(jù)，具有幾何精度高、成像速度快等特點;地面建筑空間幾何精度可以達到厘米級，數(shù)據(jù)更新較容易，且可應(yīng)用于大的工程項目和國家范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集，為數(shù)字城市乃至數(shù)字地球提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架。

第三，基于數(shù)字攝影測量技術(shù)的城市三維模型數(shù)據(jù)，與通常的計算機動畫制作和仿真模擬景觀的不同之處在于，它是根據(jù)建筑物的實際三維地理坐標(biāo)，構(gòu)建真實的城市三維景觀模型。在此三維景觀模型數(shù)據(jù)中，建筑物之間的空間位置關(guān)系與實地是完全對應(yīng)的，而且任意點的空間三維坐標(biāo)是可以量測的，具備測繪級別的數(shù)據(jù)精度。

采用數(shù)字攝影測量技術(shù)的數(shù)字沈陽三維建模技術(shù)路線如下圖1所示：

圖1 技術(shù)路線

3.1 航空攝影測量

本項目航空攝影采用DMC全數(shù)字航攝儀，獲得航攝比例尺為1∶5000、影像地面分辨率0.06m的影像資料。利用獲得的影像資料和外業(yè)像控資料通過航天遠景的DATMatrix軟件進行空三加密，獲取內(nèi)業(yè)測量所需要的外方位元素和加密點坐標(biāo)。

3.2 建立數(shù)字高程模型（DEM）

DEM是建立數(shù)字城市的基礎(chǔ)信息之一。本項目利用空三加密后的數(shù)據(jù)在航天遠景的MapMatrix軟件中自動創(chuàng)建立體模型，并檢查相對定向、絕對定向精度，生成模型的大地核線、自動匹配，生成5m格網(wǎng)的DEM文件。在匹配編輯窗口中依作業(yè)指導(dǎo)書進行等視差曲線或等高線的編輯使所有曲線均貼緊地面，最后生成DEM并進行DEM接邊檢查與處理。

3.3 生成數(shù)字正射影像圖（DOM）

數(shù)字攝影測量系統(tǒng)可以進行正射影像糾正和鑲嵌、裁切等。將DOM與DEM疊加，可生成城市的三維景觀。本項目用經(jīng)過接邊處理后的DEM進行正攝糾正，糾正后的航片在航天遠景的EPT中進行，勻色、勻光、調(diào)整編輯拼接線鑲嵌影像。最后按圖幅坐標(biāo)裁切。

3.4 真正射影像圖生產(chǎn)（TDOM）

三維建模區(qū)背景圖是DOM產(chǎn)品的一種，本項目建模范圍內(nèi)地面進行真正射生產(chǎn)。與普通數(shù)字正射影像產(chǎn)品的區(qū)別是：三維建模區(qū)所用的背景圖對所有建筑物都進行了中心投影糾正，從而保證建筑物無投影差。利用全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，在立體環(huán)境下采集建筑物幾何特征信息。攝影測量系統(tǒng)所采集的建筑物矢量數(shù)據(jù)，是制作三維建模區(qū)背景圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，利用此數(shù)據(jù)對正射影像數(shù)據(jù)進行再次精糾正，即可消除建筑物投影差。

3.5 建立城市真實三維景觀模型

城市真實三維景觀模型可根據(jù)大比例尺航攝影像通過數(shù)字攝影測量方法，精確測得物體目標(biāo)的空間三維坐標(biāo)及獲取建筑物的部分紋理，由相應(yīng)軟件自動生成建筑物的結(jié)構(gòu)模型。

3.5.1 基礎(chǔ)模型的制作。利用空三加密后的數(shù)據(jù)在MapMatrix的立體環(huán)境下按照《沈陽三維地理信息系統(tǒng)建設(shè)設(shè)計書》對建筑物分類及模型合并標(biāo)準(zhǔn)的要求，對建筑物房頂及橋梁進行對應(yīng)的平面幾何和高程數(shù)據(jù)的采集，并達到平面位置精度

3.5.2 屋頂紋理的提取。按要求對原始影像進行色調(diào)處理后，在相應(yīng)的軟件下進行影像與基礎(chǔ)模型的同名點的匹配，并達到合格精度，軟件自動提取建筑物頂部紋理。

3.5.3 外業(yè)紋理采集。利用手持數(shù)碼相機，根據(jù)外業(yè)紋理采集規(guī)范，采集測區(qū)范圍內(nèi)所有建筑物側(cè)面紋理信息。在外業(yè)采集紋理相片時，需要將每個建筑物的外部輪廓用相機清楚地記錄下來，并保證相鄰毗連建筑的紋理接邊。在采集過程中，必須有建筑物整體紋理效果及建筑物局部放大紋理效果，對于特征建筑物及建筑物的局部特征細節(jié)需要詳細記錄。

3.5.4 三維模型制作。沈陽三維地理信息系統(tǒng)中，三維模型主要分為地形模型、建筑模型、道路模型、植被模型、市政設(shè)施模型等五大類和精細模型、標(biāo)準(zhǔn)模型兩個級別。

要求在較短的時間內(nèi)完成沈陽市區(qū)大規(guī)模的三維建模，這對建模效率及數(shù)據(jù)質(zhì)量都有很高要求。因為地形、道路和植被模型一般結(jié)構(gòu)比較簡單，建筑和市政設(shè)施模型相對復(fù)雜，所以我們采用3DS Max與MultiGen Creator兩種軟件結(jié)合起來進行建模，即：用MultiGen Creator制作地形模型、植被模型和道路模型，用3DS Max制作建筑模型和市政設(shè)施模型。

3.6 城市三維場景整合

采用高德的TerrainBuilder、ModelBuilder等工具軟件，對DOM、DEM、模型、精細場景等進行優(yōu)化、，整合生成數(shù)字城市三維場景。

4 結(jié)語

本文通過對數(shù)字沈陽三維建模項目的闡述，認為基于數(shù)字攝影測量技術(shù)的三維建模是一種非常行之有效的建模方法，但同時也存在著一些問題，如批量建模的自動化等還有待于廣大測繪人員進一步研究和探討。

參考文獻

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