于盛妍
内蒙古自治区地图院 内蒙古 呼和浩特 010000
摘要：在智慧城市建设过程中，需对巨大且极为复杂的城市系统进行研究分析，其中涉及居住用地、建筑以及市政设施等多个方面的内容，包含了较多的子系统，并且各子系统间的空间关系极为复杂。在科学设计及管理城市空间的基础上进行建筑及城市整体规划工作中，虽利用CAD实现了立体三维设计，但在实际的管理及论证分析中仍是以二维平面图纸为依据，并按照物理模型完成布局分析工作，未实现智慧化建设与管理。本文结合具体建设工程项目案例，简要分析了三维精细建模流程，并对三维模型构建的生产方案及重要技术进行详细分析，以期提供参考。
关键词：三维精细建模；智慧城市建设；应用
在我国城市建设及管理工作中，仍是应用二维GIS数据进行管理分析，仍未发展到三维精细话城市建设中，但三维智慧城市建设是未来发展的必然趋势。现阶段，虚拟现实加护可利用三维建设系统对有关的详实数据信息及相关资料进行全面收集，将工程项目建设更直观真实地呈现出来，为设计方案评估及审核提供了重要的高效平台，可实现协同合作，可使工作效率得以大幅度提升，智慧城市建设中可广泛应用虚拟现实技术。
一、某建设工程项目概况
本文选取某核心区建设工程项目，以核心区的三维国土地理信息系统建设作为研究对象，通过手工建模建立了此地区三维精细模型，该指定区域的面积为10平方千米。在建设模型过程中对三维建模的应用方法及具体过程进行了详细分析，并利用CAD与3DMax基础性软件重点分析了其中的三维模型构建生产方案及重点技术等，并结合此项建设案例总结了三维精细建模的具体应用，可为智慧城市建设提供参考数据信息。
二、智慧城市建设中的三维精细模型的具体制作流程
该项项目工程建设利用CAD与3DMax软件等作为基础支撑完成三维精细模型的制作。具体的制作流程步骤如下：首先，需将准确建筑位置及各项外观数据全面收集获取。在地形图中提取出建筑外轮廓线，并将其整理归纳好，若存在数据模糊的情况，需多次收集。通过这种方式将建筑的真实地理位置及大致外形轮廓确定下来，为后续工作开展打下良好基础。其次，要进行数据信息的转换，将收集数据信息转换成三维精细模型制作软件的数据信息，对数据格式进行调整，以供模型制作软件的识别与分析。可将数据信息转化成AutoCAD的dxf格式，并将转化后的数据信息导入在三维精细模型制作软件内，确保各项数据信息真实可靠。
再次，需在三维模型制作软件中将大致的模型结构建立起来。以收集模型的大致轮廓线完成三维模型的大体结构的建立工作，再以拍摄的参考照片及建筑结构图为依据进行建筑各结构的建立完善。在完成各结构的构建后，在进行模型各部分的结构拼接工作，在对模型结构进行再次整理，确保三维模型的顶点及结构线的结构安排及布局规划科学合理。再次，要对三维模型表面进行纹理贴图。在模型纹理制作中，应以具体模型结构为依据对贴图的尺寸及形状进行调整。针对不同模型在精度要求方面存在较大不同，对贴图的尺寸要求也有不同。在具体的制作过程中，可烘焙处理贴图，从而使贴图更具真实效果。在三维模型中有较多的相似建筑结构，为减少测量数据的工作量，为网络发布及分析提供便利，应按照建筑结构的平铺将纹理重复效果表达出来。最后将三维模拟文件进行保存，并将其输出转化成可使用的数据信息格式，就完成了三维模型制作工作。完成保存后，可对输出数据成果进行分析。
三、在智慧城市建设中三维精细建模的重点技术分析
（一）三维模型拓扑结构优化技术
对于三维模型拓扑结构优化，在实时场景制作过程中，应对各个影响因素进行综合性考虑，合理简化数据信息，尽可能提高运行速度，从而使三维模型拓扑结构得以合理优化。
通常情况下，在实际的制作过程中，应对影响因素时刻考量，确保尽可能使生成的物体的段数最少。需要注意的是不可在高分辨率制作在开展优化，会造成时间的浪费，效果不佳。在最终显示结果相同的情况下，合理删除模型拓扑结构的顶面设计，可使模型更为优化。
（二）三维模型的基本优化制作技术分析
1、模型多余多边形的去除策略。在三维建模时，部分模型会有一些多边形存在，在场景浏览过程中多边形则始终不可见。去除多余的多边形不会对场景整体浏览效果造成消极影响，还能使建造模型的耗时减少。因此，可将场景浏览中的去除实体模型外不可见部分。在模型存在两模型水平或地面相接的情况，可删除不可见接触面。
2、替代纹理策略。在三维建模时，若过于重视物体的细节部分，会加大工作量，提高模型的复杂程度，会使三维整体建模的实时性降低。纹理的合理利用能使场景物体中的真实效果增强，还能使建模复杂程度降低。因此，场景模型建造可利用纹理进行替代。
3、模型实例化分析策略。模型实例化是引用数据库中现存的具体模型，可在表面上进行模型的复制。需注意的是实例化并不是针对具体真实的建筑实体，而是选取其中一个模型复制。同类实物可通过唯一的实物变换而获得。在这样的条件下，场景实体的显示，就只能编辑实例中的颜色等特征，所有同类实体属性会因此发生相应的变化。若对场景中某个实物在不同位置多次重复使用，可对物体建立相应的模型，以供未来同类实物模型建造的使用。通过模型实例化分析可使大量的内存空间节约下来，还能使三维模型建造速度大幅度提升。
模型制作虽外表相同，但模型的组合结构德国存在较大差异，会对运行效果及显示效果造成较大影响。若出现两个模型在一起的情况，应确保模型间没有穿插部分，避免在距离模型较远时出现锯齿现象。若两物体面距离较近，会出现共面闪烁的情况，可挖空处理大面模型共面区域。
（三）三维精细模型标准规范要求
对于标准模型的基底轮廓线，可利用一比五百的比例尺地形图建筑物的基底轮廓线生成大致轮廓线，并保持与地形图一致。或者卡以建筑设计资料为依据进行模型制作。对于建筑平面精度，应以一比五百及一比一千的比例尺地形图平面精度为依据完成制作，并且要求精度误差不能超过零点五米。对于建筑檐口高度，应严格以建筑高程数据为依据进行制作，实际建筑檐口高度误差不能和数据误差超过零点三米，立面凹结构与凸结构若超过一米标准应在模型中表现出来。三维模型制作应将外立面的阳台及窗等附属设施反映出来，还应将屋顶结构形式和相关附属设施的细节部分明显反映出来，避免出现规划设计遗漏的情况。建筑模型立面应利用素材贴纸实现制作，将整体建筑群的真实效果展现出来，纹理最好与实际保持一致，从而将三维建筑模型的颜色及质地等内容表达出来。其中纹理不能将建筑外的物体包含在内，确保物体外立面以及屋顶的重要变化细节有较高的清晰度，以供分析比对。
四、总结
综上，在智慧城市建设中，三维精细建模可利用三维GIS软件将全区内的三维立体景观高效展示出来，并对基本属性信息及土地信息等清晰展现。在三维精细建模过程中，应高度重视建筑位置及各项外观数据、数据信息的转换以及各模型结构的构建、表面纹理贴面等处理，保障三维精细模型的有效性。
参考文献
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