城市三维模型作为表达城市空间信息的重要载体，对城市精细化管理、建设规划以及结构化应用等发挥着不可或缺的关键作用。

按照表现细节的不同，城市三维模型可以分为LOD1、LOD2、LOD3、LOD4等细节层次，不同细节层次的模型具有不同的几何面数和纹理分辨率。城市三维模型（LOD1.3级）表达了建筑的轮廓、高度信息，是城市三维模型构建的基础，也是目前省市县多级实景三维建设工作的重点之一。目前采用影像的建模方法存在高度提取困难和提取准确性较低等问题，采用点云和倾斜摄影的方法可以提高准确性，但成本较高。因此，如何快速构建精准、高效、低成本的城市三维模型（LOD1.3级）是当前亟需解决的问题。

国地科技基于建筑矢量边界数据和倾斜摄影三维模型数据，就城市三维模型（LOD1.3级）自动构建方法，研发了一套高效的城市三维模型构建工具，充分考虑城区建筑物的高复杂性、形态多样性以及裙楼与邻接建筑物的交错性，有效解决了高度提取精度低与提取效率慢的难题，一键快速生成城市三维模型（LOD1.3级）。

图1 建模工具软件功能展示

PART.01

精准性，准确提取建筑高度数据

裙楼中底部矮楼高度易受中间高层影响，密集区相邻建筑物高度相互影响，会导致建筑物高度提取准确性不足，本工具采用缓冲区和法线量判断方法，有效消除了每栋建筑轮廓外部的干扰；同时运用高度分层聚类方法，并增加面积等约束条件，有效过滤了阳台等干扰因素，为城市三维模型的建设提供更为可靠和精确的高度数据支持。

PART.02

高效性，快速捕捉建筑物矢量信息

面对倾斜摄影数据LOD层级多、结构复杂，导致大范围构建三维模型时效率低的难题，本工具通过构建双重索引，快速获取到每栋建筑的面片信息，极大提升了建筑物矢量面信息的提取速度。同时，运用较低层级数据获取建筑物的初步高度信息，并利用较高层级的面片微调高度，以确保提取的高度更加准确。

图2 数据处理技术流程示意图

PART.03

降本增效，效率提升明显

以广东省某市为例，基于二维底面数据、0.05m分辨率倾斜摄影三维模型，采用本工具软件成功完成LOD1.3级白膜构建。从建模效果可以看出，在裙楼和密集建筑区域所提取的建筑高度与实际情况较为贴合，且高度较差控制在1m范围内，符合3米高度较差规范要求。

裙楼

密集建筑

图 3 密集建筑白膜与纹理映射效果图

为整体验证高度提取和白膜生成的效果，在提取高度和生成白膜后，将白膜与倾斜摄影三维模型整体套合展示。从套合效果可以看出，白膜与倾斜摄影模型贴合度较高，能够生成高质量的白膜数据。通过该工具中城市建筑物模型构建功能，1名作业人员在1小时内完成了10平方公里白膜的快速构建工作，实现降本增效，使城市数据管理和应用更加高效、可行。

图4 白膜与Mesh模型套合效果图

该工具对于提高城市三维模型的生产效率，降低生产成本发挥着重要作用。在此基础上，国地科技将推动实现真实纹理的映射，并着力快速构建LOD2.0级模型，解决模型的精度、效率和成本问题，助推实景三维中国建设。