城市三维建模数据采集方法分析
臧丽丽
辽宁省城乡建设规划设计院有限责任公司 辽宁沈阳 110000
[摘 要] 随着我国的科技与经济水平的不断提高，城市化水平不断扩大，数字城市逐渐出现在人们的视野当中。通过对城市中各个指标与参数进行科学合理的测量，再应用多种仿真软件构建出城市的三维模型。该模拟城市高度重合现实城市，可以在该模拟城市中进行各种模拟的建设、规划、施工等，采集数据作为真实城市开发的重要依据。本文将主要介绍城市三维建模的方法，以及建模所需数据的采集方法。
[关键词] 城市建模；数据采集；测量
现代城市的规模不断扩大，城市的功能也越来越复杂，在城市建设中如果有一环出现错误就会导致后续的建设难以进行，严重影响城市化的发展。因此，对城市进行三维仿真，在模拟城市的基础上进行适当的操作，由于模拟城市与现实城市的各种信息基本相同，所以在模拟城市中的各种执行策略可以充当现实城市的建设依据。
1 城市三维建模的背景与意义
在社会发展的过程中，城市是人类文明的集中产物，城市的功能决定着人类的生产生活水平，随着现代技术的不断发展，城市信息化水平是一个城市的发展程度的重要衡量指标。由于现阶段，城市的发展已经形成了复杂的信息体系，城市信息化的建设与优化是一项十分庞大的工程，且其中任何一环的建设发生错误都会导致城市功能的效果不能完美的实施。因此，数字城市逐渐步入人们的视野。数字城市是将城市中的各种信息集中整合，通过相关的技术仿真软件进行城市发展，构建出一个高度逼真的模拟城市。现实中的对于城市的各种策略都可以现在该模拟城市中进行试验，通过多次试验的结果不断优化执行的策略方案，最终得出最优的执行策略，再投入到现实城市当中。这样可以有效的避免现实城市的建设不合理等现象的产生[1]。
化学镀是一种不需要通电，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。本文利用两种金属的氧化还原电势差，在电势较低的金属表面沉积一层电势较高的第2相金属，通过调节实验条件对表面的结构进行调控。本文以金属铜为还原剂，通过化学镀，在铜基底上沉积生长一层Ag纳米薄膜，通过修饰以烷基硫醇即可获得具有超疏水的表面材料。
2 数字化城市的优点
现阶段，城市现代化的发展的一个重要的方向就是城市数字化。加快数字化城市的建设，可以为城市提供一套完善的信息化数据交流平台，有效的共享城市中的各种信息，如政治、经济、文化、社会、环境等信息，通过高度整合这些信息，可以提高数据的使用效率，对城市进行更为合理的整体建设建议，避免重复性建设，提高了城市的建设效率。数字化城市可以为各个行业提高更好的服务，其主要优点为可以促进城市科学化的管理、满足电子政务建设的需求、提升人们的生活服务水平等。数字化城市为城市居民提高了良好的城市信息资源共享平台，通过该平台可以对城市中的各行各业进行具体的信息了解，为城市的管理者提高更加细节，更加具体，更加清晰的信息服务，城市的管理者可以基于这些信息可以做出更加全面，更加高效的行政策略。同时，该信息平台也可以避免行政者在执行政策时可能出现的计划失误以及管理混乱等弊端，有效的提高行政者的行政效率，提高政府在百姓中的公信力[2]。
3 城市三维建模数据采集方法
在数字化城市的三维建模过程中，城市中的各个参数的采集入库是十分有必要的，采集到的数据准确与否直接影响着三维模型能否对现实城市提高精确的模拟环境。在城市的三维模型建设中主要需要构建地形地貌模型、现状建筑物模型以及规划设计模型，针对仿真的模型的不同，三维数据的采集方案也有很多种。
在构建地形地貌三维模型的过程中主要可以通过以下方法进行数据采集。首先可以通过野外实地测量来获取DEM数据。通过利用水平仪、经纬仪、全站仪以及GPS等工具进行实地的数据采集。其次，可以以地形图为数据源获取DEM数据。地形图是现场勘测者通过实地的考察设计的专业图纸，其中包含着大量的实地信息，且数据来源真实可靠，并且数据是通过计算机计算得出，比人工测量具有更高的准确性。同时，还可以通过摄影测量方式采集DEM数据。通过摄影可以快速的获取大量的实地地形信息，在通过相关的技术对摄影到的图像进行定向处理，再由计算机分析与处理得到地形信息，但此种方法测量精度较低，且对相关的操作人员的要求也较高。还可以通过对现有的DEM数据进行分析。现阶段，各个地方针对各自拥有的领土都进行过多次的勘测，数据库中含有大量的相关数据，设计者可以通过分析这些数据得到三维建模所需的数据。除了上述的方法可以采集到三维建模的数据外，还可以通过激光雷达、激光扫描等完成数据的测量工作。
在现状建筑物模型数据采集的过程中，应该采集到该区域内的所有的建筑模型，交通模型，植被模型等。其主要需要采集的数据包含有三维坐标数据。三维坐标数据主要分为平面的二维坐标数据和建筑的高度数据。对于平面的二维坐标数据，常用的有以下三种方法。可以对纸质的地形图进行扫描，针对扫描结果获取二维坐标数据。还可以通过野外的实地测量来获取数据。还可以利用遥感或航拍进行拍照测量。对于建筑高度的测量，主要可以通过针对建筑规划时的设计图纸进行必要数据的提取。通过已经构建好的建筑信息数据库中提取建筑高度等信息。通过影像资料等相关信息提取建筑高度数据。通过遥感航拍进行实地拍摄快速准确的获取建筑的实际高度[3]。
4 结语
在现代城市信息化建设的过程中，城市的三维建模是不可或缺的阶段。通过城市的三维模型中的各种执行策略中总结出完善的城市建设方案，从而减少现实城市建设的失误。而城市三维建模中最为重要的就是现实城市中的实地数据的采集，只有精确的采集到相关数据才能构建出科学合理的城市三维模型，才能保证三维模型中的策略执行方案可以有效的应用在现实城市中，才能面对越来越复杂的现代城市建设。
用Matlab对实验数据进行回归分析(图4),得到的拟合公式为:Y3=-0.4674x12+18.1217 x1+0.0500x22-17.2167x2+0.4128x1x2,其中Y3为根系活力指数,x1 为昼温,x2为夜温,在取样点附近温度范围内,根据回归公式,夜温与根系活力呈负相关,且相关性小,昼温与根系活力呈正相关,且相关性较大。分析图4,因在S温度区域内根系活力预测值显著降低,同样可以得出在此温度区间内不适合作物根系活力提升。
参考文献：
[1]许珂,徐亚杏.基于MapGIS-K9软件的城市三维地质建模方法探讨——以武汉市为例[J].华南地质与矿产,2018,34(03):244-252.
[2]郭峰.无人机倾斜摄影测量技术在城市三维建模及三维数据更新中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2018(10):149-150.
[3]倪元龙,王芳.倾斜摄影技术在城市三维建模中的应用[J].国土资源信息化,2018(05):3-7.
[中图分类号] F29
[文献标识码] A
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