城市三維模型作為表達城市空間信息的重要載體，對城市精細化管理、建設規劃以及結構化應用等發揮著不可或缺的關鍵作用。

按照表現細節的不同，城市三維模型可以分為LOD1、LOD2、LOD3、LOD4等細節層次，不同細節層次的模型具有不同的幾何麵數和紋理分辨率。城市三維模型（LOD1.3級）表達了建築的輪廓、高度信息，是城市三維模型構建的基礎，也是目前省市縣多級實景三維建設工作的重點之一。目前采用影像的建模方法存在高度提取困難和提取準確性較低等問題，采用點雲和傾斜攝影的方法可以提高準確性，但成本較高。因此，如何快速構建精準、高效、低成本的城市三維模型（LOD1.3級）是當前亟需解決的問題。

國地科技基於建築矢量邊界數據和傾斜攝影三維模型數據，就城市三維模型（LOD1.3級）自動構建方法，研發了一套高效的城市三維模型構建工具，充分考慮城區建築物的高複雜性、形態多樣性以及裙樓與鄰接建築物的交錯性，有效解決了高度提取精度低與提取效率慢的難題，一鍵快速生成城市三維模型（LOD1.3級）。

圖1 建模工具軟件功能展示

PART.01

精準性，準確提取建築高度數據

裙樓中底部矮樓高度易受中間高層影響，密集區相鄰建築物高度相互影響，會導致建築物高度提取準確性不足，本工具采用緩衝區和法線量判斷方法，有效消除了每棟建築輪廓外部的幹擾；同時運用高度分層聚類方法，並增加麵積等約束條件，有效過濾了陽台等幹擾因素，為城市三維模型的建設提供更為可靠和精確的高度數據支持。

PART.02

高效性，快速捕捉建築物矢量信息

麵對傾斜攝影數據LOD層級多、結構複雜，導致大範圍構建三維模型時效率低的難題，本工具通過構建雙重索引，快速獲取到每棟建築的麵片信息，極大提升了建築物矢量麵信息的提取速度。同時，運用較低層級數據獲取建築物的初步高度信息，並利用較高層級的麵片微調高度，以確保提取的高度更加準確。

圖2 數據處理技術流程示意圖

PART.03

降本增效，效率提升明顯

以廣東省某市為例，基於二維底麵數據、0.05m分辨率傾斜攝影三維模型，采用本工具軟件成功完成LOD1.3級白膜構建。從建模效果可以看出，在裙樓和密集建築區域所提取的建築高度與實際情況較為貼合，且高度較差控製在1m範圍內，符合3米高度較差規範要求。

裙樓

密集建築

圖 3 密集建築白膜與紋理映射效果圖

為整體驗證高度提取和白膜生成的效果，在提取高度和生成白膜後，將白膜與傾斜攝影三維模型整體套合展示。從套合效果可以看出，白膜與傾斜攝影模型貼合度較高，能夠生成高質量的白膜數據。通過該工具中城市建築物模型構建功能，1名作業人員在1小時內完成了10平方公裏白膜的快速構建工作，實現降本增效，使城市數據管理和應用更加高效、可行。

圖4 白膜與Mesh模型套合效果圖

該工具對於提高城市三維模型的生產效率，降低生產成本發揮著重要作用。在此基礎上，國地科技將推動實現真實紋理的映射，並著力快速構建LOD2.0級模型，解決模型的精度、效率和成本問題，助推實景三維中國建設。