三维城市模型

位于德黑兰北部的阿巴萨巴德已被指定为一个开发区，为生活在这个大都市的数百万人提供服务。为了从总体分区规划发展到建筑物、道路、绿地和操场的详细设计，需要精确和详细的地理数据，最好是大型数字地图和三维城市模型。作者描述了他们如何使用高分辨率数字航空图像和1:500比例尺地图生成这种2D和3D地理数据。

伊朗首都德黑兰，北临群山，南临沙漠，在一定程度上是一个有机发展迅速的城市。2005年，伊朗当局批准了一项总体规划，将Abasabad开发为一个数百万生活在大都市的人可以享受文化、娱乐和休闲活动的地区(图1)。位于北部的阿尔伯兹山脉的海角上，占地623公顷。最高点和最低点的高度差是180米。

设计要求
获得批准的总体分区计划的实现需要对所有未来的建筑、道路和其他物体进行详细的建筑设计，以及它们的空间位置和方向。建筑师和规划者应该能够迅速评估不同设计之间的可行性、错误或冲突区域。作为设计开发和评估的重要依据，他们还需要该地区准确的地形图和土地利用图。如果可能且价格合理，他们不仅希望利用平面地图，还希望利用该区域的3D模型，在其中放置建筑物、桥梁、道路和其他物体的3D设计。

航空测绘
由于该地区最近发生了重大变化，现有的Abasabad地图已经过时。由于政府的原因，这些地图也不完整土地测量限制在其上表示的对象类型。2006年，伊朗国家测绘机构使用ultramamd数码相机对该地区进行了航空调查，并通过摄影测量获得了该地区的地图。地面采样距离(Ground Sampling Distance, GSD)为10cm，使用数字摄影测量系统Leica Photogrammtric Suite 9.0 (LPS)进行处理。在该地区建立了一个由30个易于识别和分布良好的接地点组成的参考网络。这些点在三角测量程序中部分用作地面控制点，部分用作检查点。参考点的X、Y和Z坐标采用双频GPS接收机在静态模式下测量，三个坐标的精度均为5cm均方根误差(RMS)。bundle调整后，各检查点坐标均方根误差小于10cm。在上述准备工作的基础上，将现有的影像匹配技术应用于航拍立体影像对上，自动生成数字高程模型(DEM)。由于自动匹配得到的三维点并不一定代表裸地，因此需要人工编辑阶段。使用Autocad 2007将单个立体模型生成的不同DEM块连接成一个网格间距为20cm的无缝DEM马赛克(图2)。使用这些DEM块，使用LPS创建数字正射照片，然后使用Erdas Imagine 9.0进行马赛克。

地图和三维模型
以上数据作为创建该区域的地形图和三维城市模型的基础。为了制作该地图，我们增加了建筑物、交通线路、树木和其他物体的轮廓，作为现有1:500比例尺地图的矢量数据(图3)。该地图于2004年使用传统的土地调查方法制作。由于政府的限制，其内容不完整;但是，由于数据捕获而没有发生变化的对象的表示可以作为创建地图的准确来源而得到充分利用。
为了制作3D城市模型，正射影像马赛克首先被覆盖在DEM上，从而得到该地区的真实表面。

接下来，3D建筑模型和2D城市规划被叠加在模型上。在矢量信息的基础上，结合重要建筑和地标的三维物体，增加三维模型的视觉吸引力，更好地支持设计过程;3D对象是使用Autodesk 3ds Max软件制作的。应该快速获得3D城市模型，并提供该地区准确、详细和完整的代表，以便建筑师和规划师评估他们的设计如何与环境相适应，以及它们是否以任何方式冲突。为此，我们在LoD1和LoD2的详细级别上制作了3D城市模型。LoD1由带有平屋顶的基本块体模型组成(图4)，而LoD2则代表带有façade纹理和合适的建筑几何形状的建筑模型(图5)。城市规划者使用Autodesk 3ds Max环境将设计融入这些3D城市模型中。通过使用IMAGIS 3.2虚拟现实软件，可以交互地探索设计与现实表现的融合。

结束语
因为我们周围的世界是逐渐变化的，所以地图和3D模型需要定期更新。在规划和设计过程中，不同尺度的物理模型支持建筑师有效地识别设计错误或利益冲突。使用3D城市模型可以降低制作高质量表现、地图打印和物理模型的成本和精力。

确认
感谢Abasabad Novation公司总经理Atabaki先生，以及Khorasani夫人和其他员工。

进一步的阅读

•Buhur, S.， Ross, L.， Büyüksalih,G。，巴兹，I.， 2009，规划活动的三维城市建模，案例研究:海达尔帕萨火车站，海达尔帕萨港口和周围的后台区域，伊斯坦布尔，ISPRS会议记录XXXVIII-1-4-7 W5。
•Döllner, J.， Kolbe, H.K.， Liecke, F.， Sgouros, T.， Teichmann, K.， 2006，虚拟三维城市模型
城市数据管理系统(UDMS)第25届国际研讨会，奥尔堡，5月15-17日。
•Kibria, m.s.， Zlatanova, S.， Itard, L. & Dorst, M. van, 2009，《GeoVEs作为沟通城市项目的工具:功能性和可视化的要求》。见:Lee, J. & Zlatanova, S.(编著):
3 d信息科学。