倾斜摄影测量与BIM在智慧城市建设中的应用分析

杨田

摘  要：三维模型作为建设智慧城市的重要数据类型，随着建模技术的快速发展，倾斜摄影测量技术、BIM作为现有的三维模型建立的手段，致力于智慧城市的发展。文章在现有技术发展的基础上，阐释了倾斜摄影技术与BIM技术在智慧城市建设中的应用，为两种技術的融合应用提供参考。

关键词：智慧城市;三维模型;BIM;倾斜摄影测量

中图分类号：F299.2        文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）27-0171-02

Abstract： Three-dimensional model is an important data type in the construction of SmartCity. With the rapid development of modeling technology， tilt photogrammetry and BIM， as the existing means of building three-dimensional model， are committed to the development of intelligent city. On the basis of the development of the existing technology， this paper explains the application of tilt photography and BIM technology in the construction of intelligent city， so as to provide reference for the fusion application of the two technologies.

Keywords：Smart City; three-dimensional model; BIM; oblique photogrammetry

1 概述

1998年，美国副总统戈尔首次提出了“数字地球”的概念[1];2009年，“智慧城市”的概念首次被IBM（International Business Machines，国际商业机器公司）首席执行官彭明盛提出[2]。十九大报告中，习总书记提出了“数字中国”的概念，为中国特色智慧城市的建设指明了发展方向。2013年1月，我国住建部公布了90个智慧城市首批试点名单;2019年，开展智慧城市建设的城市已经超过500个。

在智慧城市的建立过程中，所有实体信息均以二维平面图或者三维模型为载体而呈现，如何利用现有的载体承载最新最完善的实体信息变得尤为重要。三维模型作为智慧城市基础信息的有效载体，目前常用的建模类型可以分为：地貌表面模型构建、地表建筑物模型构建、地表附着物模型构建。其中，地貌表面模型的构建一般采用DEM叠加DOM的方法实现;地表附着物包括道路及其附属物（路灯等）、植被、水系、独立地物（标志性地物） 等，其模型的建立采用贴图以及系统模型符号等方法实现[3]。建筑、桥梁等实体是智慧城市的重要地表建筑物组成部分，包含了城市的大量信息，其变化日新月异，同时必须满足多分辨率、多尺度、多时空、多种类的应用，怎样既能直观看到其三维模型，又能直观展示属性信息，就需要现有的三维建模技术的综合应用。

2 BIM与倾斜摄影测量在智慧城市建设中的应用

2.1 基于倾斜摄影测量技术建立三维模型的技术过程

倾斜摄影测量技术通过从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度同时采集到地理实体的影像数据，获取该地理实体丰富的纹理信息。基于倾斜摄影测量技术建立三维模型的技术过程如图1所示。

基于倾斜摄影测量技术建立的三维模型称为实景三维模型，反映了真实的地物周边情况，可以实现多个视角观察地物，可以进行距离、角度、面积、坡度等量测。高效的数据采集设备、系统化的数据后处理平台，使得实景三维模型的建立实现了高效、高精度的产业需求，成为智慧城市的一种重要基础数据。

2.2 BIM技术

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程，也就是说，BIM是以模型为载体，承载建筑物整个生命周期内的所有信息。基于BIM建立建筑物三维模型的技术流程如图2。应用于BIM建模的软件众多，不同软件的格式不尽相同，在智慧城市的建立过程中，格式的不同势必带来模型转换的困难。IFC（Industry Foundation Class，数据交换标准）作为国际建筑行业中的工程数据交换标准，为智慧城市的建立解决了三维模型格式转换的问题。IFC整体由四个层次构建，从下到上分别是：信息资源层、信息框架层、信息共享层和领域层。每个层次都包含一些信息描述模块，并且遵守一个原则：每个层次只能引用同层次和下层的信息资源，而不能引用上层资源。这样上层资源变动时，下层资源不受影响，保证信息描述的稳定[4]。

2.3 实景模型与建筑信息模型的比较

倾斜摄影测量技术与BIM作为智慧城市建设中的重要技术手段，均可以获得三维模型，作为智慧城市的基础数据，但是两种三维模型在数据源、包含信息、坐标系等方存在很大的差异，具体分析如表1。

3 结束语

基于倾斜摄影测量技术获得的实景模型，直观地为智慧城市的建设提供了大范围真实的地理环境，建筑信息模型贯穿于建筑物整个生命周期，承载了建筑物在设计、施工、运营的整个生命过程中的所有信息，为智慧城市的建设提供了丰富的全面的建筑物信息。智慧城市的建设并不是信息的整合，而是全要素信息的集成、共享和服务，也是现势性与全面性信息的深层次集成，这样的信息集成才是智慧城市建设的初衷。

倾斜摄影测量技术与BIM技术的融合，并不是简单的组合，需要两种模型之间有良好的转换环境与转换标准，另外需要解决在模型融合过程中原有信息的遗失或错误。现有软件中有部分三维软件可以满足多种模型的融合，但是依然无法避免由于模型转换带来的信息遗失或错误的问题，这也将是接下来的研究方向。

参考文献：

[1]张迪校，陈红霞.WebGIS技术现状与发展趋势探析[J].测绘通报，2001（z1）.

[2]李德仁，姚远，邵振峰.智慧地球时代测绘地理信息学的新使命[J].中国测绘，2013，37（2）：6-7.

[3]王亮.城市三维景观建模方法综述[J].地矿测绘，2011，27（3）.

[4]邱奎宁.IFC标准在中国的应用前景分析[J].建筑科学，2003，19（2）：62-64.