城市三維可視化表達與應用已經成為“數字城市”建設中的重要內容，建筑物的三維模型重建對數字城市的建設具有重要意義。本文以某大樓為例，用全站儀進行特征數據采集，在AutoCAD 中構建高精度線框模型，結合3DMax 的高效模型創建功能，對其進行三維模型重建，而且所建模型都具有真實的三維坐標。結果表明此方法能夠滿足建筑物的精度要求，有助于數字城市的建設。

　　引言

　　數字城市的提出使得建筑物的三維數字化成為研究熱點。而三維數字化就是三維建模，也就是將建筑物由平面圖形擴展為三維圖形，使人們能夠體驗到逼真的場景。而尋求一種高精度、高效率的建模方法是建筑物三維數字化的首要任務。

　　現代城市建筑物鱗次櫛比，傳統的單棟建筑物建模方法效率較低，精度不高，特別是后期處理繁瑣，室內工作量大，生產周期較長，不能滿足建筑物快速三維建模的需要。結合AutoCAD 和3Dmax，進行建筑物的三維建模，能夠滿足建筑物的精度要求。

　　AutoCAD 具有完善的圖形繪制功能，有強大的圖形編輯功能，可以采用多種方式進行二次開發，實現多種圖形格式的轉換，具有較強的數據交換能力。同時AutoCAD 三維模型建模能力和精確度是其他軟件不能比擬的，也正是因為追求精確而使得其在建模上變得復雜。3DMax 具有豐富的造型工具，材質貼圖等，可以制成效果好、直觀、逼真的模型，但是其交互性比較差，精確度不高。兩款軟件都有各自的優點和局限，利用AutoCAD 和3DMax兩款軟件的建模優點，以某大樓為例，來實現對建筑物的三維建模。

1、AutoCAD 和3DMax 建模主要方法和步驟

　　結合AutoCAD 和3DMax 對建筑物進行三維建模，整體流程包括: 全站儀采集特征數據點、導入AutoCAD 結合Auto Lisp 軟件形成線框圖、導入3DMax 建立三維模型、3DMax 紋理映射、模型輸出，整體流程如圖1 所示。

　　1.1、數據點采集

　　利用全站儀采集建筑物的特征點來實現對建筑物的三維建模，所測點的坐標都是建筑物的真實坐標，建立的模型也是真三維模型，可滿足現代化城市規劃和管理的需要。

圖1 基于AutoCAD 和3DMax 的建筑物三維建模

　　全站儀數據采集主要包括: 場地勘查、控制點布設、控制測量、建筑物特征點測量。

　　① 場地勘察: 勘查場地主要是要了解建筑物的周邊環境、建筑物位置、走向以及總體結構等。由于該大樓所處在教學區，四周只有少量的樹木，周圍有一條水泥路，便于安置儀器，盡量減少房子本身和樹木的遮擋。

　　② 控制點布設: 控制點布設要保證每一控制點和至少兩個其他控制點通視。由于該大樓屬于長方形，且寬度較窄，在兩端布點要保證能和兩邊控制點通視。

　　③ 控制測量: 為了布設高精度的控制網，獲取高精度的控制點坐標，將控制測量分為平面控制測量及高程控制測量，分別進行測量與平差計算，得到各控制點坐標。

　　④ 建筑物特征點測量: 測量建筑物時，最佳的方法就是采用免棱鏡的電子全站儀進行三維數據采集。為了提高效率和精度，必須針對建筑物構件的三維特征點進行散點式數據采集。測量建筑的特征點時不僅要測平面特征點，還特別要注意建筑物的立面上特征點的測量，例如墻角和墻頂等建筑構件必須要有特征點。

　　建筑構件的三維圖形是由各種形狀的面組成的，大部分為平面，少數為曲面。全站儀測量時，一般需要測出面與面之間棱線上的特征點，并賦予特征點相應的特征編碼，以便在AutoCAD 中對其自動連線。

4、總結

　　通過充分發揮AutoCAD 與3DMax 的特長，將二者結合起來對建筑物進行快速三維建模，從數據采集、數據處理到最終的三維建模，避免了復雜繁瑣的操作。結果表明，該方法簡單易操作，效率高，精度滿足要求，能得到逼真的模型，而且所建模型都具有真實的三維坐標，能滿足實際建模的需要，有助于數字城市的建設。對于理論上在同一個平面上的特征點，最后連線可能并沒有形成一個平面，建模中需開啟2. 5 維捕捉，這會增加內業工作量，如何將那些不在同一個平面的特征點擬合到同一平面上，是后續需要研究的問題。