郭 猛

（山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，山东泰安 271000）

现阶段，城市经济快速发展，加快了建设规划，朝着数字城市方向发展。在工程项目建设过程中，为了保证最终质量，应有效运用三维建模技术，取得良好成效。三维建模技术类型较多，特征明显，适用范围有所差异，为了提升应用水平，必须加强技术研究，保证建设活动顺利开展，推动社会经济的发展。

1 工程案例

敦煌路（莲葑路-星塘街）改造工程涉及范围较大，路线长和道路宽度分别是718 m和32 m。本工程包括道路、雨水管、墩头桥、娄斜巷桥、交通标志标线、交通导改、交通监控及信号灯等。道路工程起点是一个交叉路口，对起点桩号进行设置，终点为星塘街交叉口西侧，设置桩号，路线总长为696.284 m。

全线跨越两处河道，墩头桥位于K1+247.592处，新建（8+8+8）m简支梁桥，娄斜巷桥位于K1+495.37处，新建（10+10+10）m简支梁桥。本工程造价为2 918.040 4万元，合同工期为550 d，质量要求为合格。该项工程改造涉及内容较多，存在一定难度，为了确保后期施工活动开展，应对工程进行全面分析，合理运用三维建模技术。

2 不同的三维建模技术方法特点

2.1 三维建模技术

目前数字城市建设速度加快，为了方便工程建设，需要对现实中的事物进行模拟和还原。利用三维空间系统中的三维建模技术，通过精确描绘再现真实事物，使相关人员能够直观查看项目。在建模过程中进行全面分析，根据建设的重点，加强对三维空间中形状、色彩等属性的研究，保证达到3D再现的目标。三维建模技术关键是全面掌握三维空间信息，在此基础上构建相应的立体模型，借助相关软件将图形展现出来，再进行操作处理。在获取研究对象三维空间信息时，运用有效算法建立三维空间特征点的空间位置和二维图像对应点的坐标间的定量关系，最终明确任意点的坐标值。充分了解研究对象的几何属性，例如形状、尺寸等，三维几何模型可以分为线模型、面模型及体模型，复杂程度有所差异[1]。

2.2 传统手工三维建模技术

传统手工三维地形模型制作是在DEM的基础上，利用DOM影响、地形软件，生成三维地形模型。在制作三维灰体模型时，为了保证模型质量，需要对工程信息进行全面收集，主要包括高度、面积等方面，应使用专业三维模型软件生成。三维精细模型比较精细，为了保证平面位置的精确性，应有效利用规定要求的比例尺，采用航测的方式获取地物高度信息。

在收集地物纹理照片时，采用外业的方式，使用PS对照片进行处理，运用相关软件制作模型。整合三维地形模型和三维精细模型，城市规划需要对土地资源、建设工程等进行合理安排，制定完善的发展方案，根据城市情况进行三维建模，将效果直观展现出来，真实度较高。但在城市规划方面应用也存在问题，还需要进一步改进[2]。

2.3 三维激光扫描建模技术

我国部分地区受到经济发展水平影响，地物比较复杂，为了确保全面、准确呈现出来，对三维可视化提出了更高要求。传统手工三维模式存在明显落后性，为了适应发展要运用三维激光扫描，可以有效改善建模效果，应用在建模难度较大的领域效果比较好。三维激光扫描建模包括两种不同的方式，技术原理相同，载体方式不同，使得工作方式存在明显区别。

（1）定点三维激光扫描技术。

在测量距离时使用激光技术，激光照射在被测物体表面上会产生大量密集点，为了准确获取相关信息，应做好三维建模准备工作，对被测物体的其他情况有所了解。在传统模式下，采用单点测量方式，三维激光扫描系统应用改善了工作效果，对信息获取更快速，且准确性较高，因此三维激光扫描技术具有较强可行性，与实际发展相适应。合理运用三维激光扫描技术，有助于提升三维模型建设水平。

（2）车载激光扫描技术。

车载激光扫描技术将激光扫描仪放置在移动平台上进行作业，移动平台最常见的就是汽车，为实际测量工作开展提供便利。车载激光扫描测量系统由三大部分组成，最常见的是短距离内作业，可以有效完成扫描。以车辆作为载体，在平稳行驶中进行扫描，可以全面获取的扫描物体的信息，是获取城市空间信息的主要方式。对于较为复杂的地物，车载激光扫描技术可以获取相应信息，在实际应用中技术趋于成熟，对于城市建设具有重要意义。采用三维激光扫描的方式建设三维模型，优缺点共同存在，因此应加强技术研究，在创新中不断改进，应用中可以取得更好的成效。部分地区社会环境比较复杂，增加了工程建设的难度，应采用三维激光扫描的方法[3]。

2.4 基于倾斜摄影测量的半自动建模技术

城市建设速度加快，需要快速获取城市空间信息，为了满足这一要求，应运用倾斜摄影测量技术，倾斜摄影测量技术是机载三维激光扫描的一种。基于倾斜摄影测量的半自动建模技术主要包括低空倾斜摄影测量建模和中高空倾斜摄影测量建模技术，这两种技术原理一样，技术应用存在差异，为了保证技术应用质量，应与实际情况相结合，确保发挥出最大作用。

在获取建筑顶部和侧部的激光点云时，使用专业设备收集、整理数据信息，作为制作建筑体框模型的参考依据。运用倾斜和垂直相机来采集地物影像，制作建筑精细模型，关键技术较多，应进行合理选择，确保技术作用的发挥。

在低空的倾斜摄影测量建模工作中常使用旋翼机，工作水平较高，应将航高控制在一定高度内，避免过高或过低。使用大飞机开展中高空倾斜摄影测量建模工作，相较于低空的倾斜摄影测量，高度有所上升。

在城市发展过程中，出现了较多违建情况，对整体规划产生不利影响，应进行拆除。运用六旋翼低空倾斜摄影测量技术对于拆除工作的开展可以起到辅助作用，特别是较难发现的建筑，具有直观、高效的优势。运用A3相机开展三维建模，可以准确记录城市变化[4]。

3 应用范围

3.1 历史文化保护

每座城市都有悠久的历史文化，在经济发展过程中，应充分重视对历史文化的保护，由于古建筑构造和现代建筑又存在较大区别，不能使用常规方法。有效运用传统手工三维建模和三维激光扫描对城市中的保护区进行建模，建设三维模型可以用来浏览数据，再和二维数据结合起来，制定有效保护策略，为实际工作开展提供指导。

西安、南京等都是我国的文化名城，在历史发展过程中留下很多古建筑，以城墙为例，受到自然环境和人为因素影响，出现了不同程度损坏，应进行修复和保护。在历史文化保护中应当有效运用三维建模技术，深入分析建筑特点，采取有效措施，为实际保护工作开展做好准备，实现预期制定目标[5]。

3.2 教育领域

运用传统手工三维建模方式，利用Unity3D平台，开展室内三维建模工作，形成全新学习环境，提升教学工作科技水平。三维建模在教育领域应用具有广阔的发展前景，应加强研究，不断提升应用水平，创新教学方式。目前教育内容发生了较大改变，根据其特点合理进行三维建模，为提升学习水平提供帮助。

3.3 经济发展

目前经济处于快速发展中，较多地区都建设了工厂、科技园等，考虑工程建设的复杂性，应进行合理布局，科学使用三维建模技术。将经济业务数据加入三维模型数据，可以将数据和位置信息直观呈现出来。在经济发展背景下，建筑建设规模不断扩大，为保证建设质量，应充分发挥三维建模技术的优势，确保满足发展需求。

3.4 城市规划

我国城市化进程不断加快，建筑建设面积扩大，为了保证城市健康发展，在建设前需要进行规划，制定科学合理方案。三维建模改善了城市规划效果，大幅度提升了效率，并且可以及时发现问题来进行改进。数字城市、智慧城市建设是未来发展的重要方向之一，整体规划时应和三维建模技术紧接结合，对规划方案进行优化，确保具有执行力，落实具体效果，实现城市的经济发展目标[6]。

4 结语

综上所述，本文对三维建模不同技术特点及具体应用进行了探讨。三维建模技术是建筑工程建设、改造的重要手段，应合理运用，保证满足实际需求。加强对三维建模技术的研究，通过创新实现技术突破，优化工程建设模式，保证实际活动有序开展，促进城市稳定发展。