ArcGIS：城市建筑物数据的获取方法

地质BOSS · 发表于 2017-6-20 15:12

城市建筑物建立三维模型需要三种基础数据：建筑物平面数据、建筑物高度数据、建筑物表面纹理数据。

建筑物平面数据的获取
建筑物的平面数据主要指的是建筑物在俯视图中投影到地平面的轮廓数据,如图

ArcGIS：城市建筑物数据的获取方法

目前建筑物平面数据获取只要有以下几种方式：
（1）从原有的二维 GIS中提取三维建筑物模型所平面信息，二维 GIS 中，建筑物一般只用投影到地面的轮廓线来表达，并将该轮廓线所勾勒出来的图形作为面对象存储在地图数据中。二维 GIS 中的建筑物轮廓面数据可以作为三维建筑物模型的底面；也可以根据建模的需求把面数据转换成线数据来获取建筑物轮廓线。利用原有GIS 成果的基础上，很容易获取三维 GIS中建筑物的平面几何数据，避免了重复劳动。
（2）从影像数据中获取建筑物数据

A、使用航空影像进行交互式获取。航空影片真实的反映了城市建筑物的所有顶部信息，同时也反映了部分建筑物的侧面信息，以及大部分建筑物的附属信息，因此，可以运用数字化结合人工交互的方式，获取建筑物的外形特征。这种方式的特点是能够较真实的获取所需要的信息，缺点是需要人工干预，工作量大。

B、使用高分辨率卫星影像进行建筑物的自动提取。高分辨率影像卫星的出现，使得高分辨率、实时的城区影像能够很容易得获取。利用遥感面向对象的自动提取功能，可以自动获取建筑物轮廓。特点：获取的速度快，缺点是提取的几何信息不完整，需要较大的人工后续处理。

C、通过传统测绘的方式，野外测量获得。注：依据不同的建模精度，建筑物轮廓的详细程度不同

建筑物高度数据的获取
建筑物高度数据的获取，主要有以下几种方法：
（1）从影像中直接提取建筑物高度以及其他信息。其优点是效率高，但是目前还不适合大批量数据的自动处理。
（2）用激光雷达结合空中影像，提取数字表面模型。其优点是获取速度快，缺点是后续处理工作量大，费用可观。
（3）利用原有二维 GIS 的地图资料建立的建筑物专题信息数据库。原有的 GIS专题信息数据库中如果含有建筑物高度信息，就可以直接利用。或者，从建筑物的层数和建筑物的使用性质估算建筑物的高度。这种方法优点是工作量小，缺点是信息不准确。

注：依据建筑物轮廓的详细程度不同，获取相应的建筑物高度。

建筑物表面纹理数据的获取
纹理数据对于 GIS 的数据管理和空间分析功能没有任何影响，但是，在地形模型表面和建筑物模型表面粘贴真实的纹理影像，给可以突出可视的景观信息，生成具有真实感的三维景观图。纹理的主要来源有航空影像上提取地表和建筑物所对应的纹理数据和近景摄影影像。目前，建筑物的纹理数据获取有以下几种方式：
（1）地面摄影相片直接提取。这种方法需要用相机拍摄大量的建筑物侧面照片，其优点是能够使建筑物模型真实感强，缺点是获取速度慢，且数据量大，后续工作量也大。具有相似的纹理的建筑物群，可以对建筑物进行批量建模，这样，可以减少纹理的获取量和后续处理的工作量。
（2）由计算机做简单模拟绘制。这种方法采用了矢量纹理，其优点是数据量少，建立的模型浏览速度快，但缺乏真实感。
（3）由空中摄影获取。这一方法主要获取地面影像，但空中影像中也含有部分建筑物的侧面纹理。这种方法获取的纹理变形大，真实感也相对较差，但是获取速度快。