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3D GIS背景：GIS数码城市三维城市模型CAD与GISCAD的数据模型几种常见三维系统及其文件格式CAD与GIS建模的差异CAD/GIS集成常用的数据模型BIM与GISBIM与GIS融合的技术方案应用案例CAD-BIM-GIS应用场景

参考文章：

3DGIS 与 BIM 融合技术方案《从CAD 模型到数码城市GIS 模型的若干问题》龚俊，朱庆，眭海刚，宋成芳(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北武汉430079)

3D GIS

【三维GIS】模拟、表示、管理、分析客观世界中的三维空间实体及其相关信息的计算机系统，能为管理和决策提供更加直观和真实的目标和研究对象

【特点】真实的感受；管理复杂空间对象能力及空间分析的能力；理论研究和系统建设工作比二维GIS更加复杂

【三维空间数据模型】

1.面模型：侧重于三维地理实体的表面表达，便于显示和数据更新，但空间分析难以进行

2.体模型：侧重于三维空间实体表示 ，适用于空间操作和分析，但存储空间占用较大、计算速度也较慢

3.与二维数据模型对比：四面体格网法（TEN，以四面体为基本几何元素）；八叉树模型（按照XYZ三个方向从中间进行分割，割成八个立方体）；三维边界表示法（三维的点、边、面表）

【三维空间数据结构】是三维空间数据模型的具体实现；客观对象在计算机中的底层表达；是对客观对象进行可视化表达的基础

【三维GIS的问题】三维数据实时廉价获取；大数据量的存储与快速处理；完整的三维空间数据模型与数据结构；三维空间分析方法的开发

【数据模型】

点云模型：以采样点为基元的几何模型；自然的表示方式；数据结构简单、存储空间紧凑，表达能力强；不能直接应用，需要进行曲面重构表面模型：能满足面面求交、线面消除、明暗色彩图等应用；在线框基础上，增加有关面、表面特征、边连接方向等信息，实现以面的集合来定义和描述形体。三维实体模型：三维的三角网数据；三角形所确定的三个数据点数据的基础上，由一组通过空间位置，在不同平面内的线相互连接而成的；实体模型是建立三维模型的基础。

背景：GIS数码城市

建设三维CCGIS（cyber city GIS数码城市）需要解决若干关键技术问题，如三维重建、数据组织与管理、虚拟现实技术的集成与应用等。而三维重建是首要解决的问题，三维城市模型是建立是数码城市GIS应用的基础和前提条件。

三维城市模型

三维城市模型需要不同的细节层次的几何与纹理。GIS在其中作为容器承载着不同细节层次（Level of Detail，LOD）的信息，主要负责宏观架构，并提供宏观的数据；BIM以建筑物为研究单元，故其提供城市建筑物的微观细节等；而CAD作为优秀的制图软件，其作为重要的数据源，并且支撑着项目中对制图的需求。

【从细节层次（LOD）的维度来看，构建三维城市模型的常用技术手段有】

CAD与GIS

CAD的数据模型

【CAD的数据模型】以下三类CAD数据模型在几何设计中取得了较好的效果，一个CAD系统可能会组合利用几种不同的数据模型，CAD系统能够构造各种各样的几何对象，能对这些对象进行方便的交互式操作，同时还能对模型数据进行有效的管理。

几种常见三维系统及其文件格式

CAD与GIS建模的差异

CAD/GIS集成常用的数据模型

BIM与GIS

【BIM】建筑信息模型（Building Information Modeling）是基于充分信息表达、建筑全生命周期、三维可视化技术、协同作业的特点，BIM 彻底改变了建设工程设计、建造和运维方式。具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化型和可出图性八大特点。

【BIM与GIS】

1.“BIM+GIS”作为BIM多维度应用的一个重要方向，GIS提供的专业空间查询分析能力及宏观地理环境基础深度挖掘了BIM价值。

2.GIS可为BIM 提供“云+端”的成熟应用技术，可解决BIM轻量化运维情景下的技术及管理问题。在 3DGIS 技术支持下，BIM 与倾斜摄影模型、地形、三维管线等多元空间数据的融合，实现宏观与微观的相辅相成、室外到室内的一体化管理

BIM与GIS融合的技术方案

应用案例

BIM+倾斜摄影促进智慧城市建设BIM+三维管线构建完整管线管理系统室内导航、三维城市建模、市政模拟、资产管理

CAD-BIM-GIS应用场景

【应用场景】如何把CAD数据自动化建模后转到GIS？并在GIS上如何展示？

【基于CAD数据的三维小区建模的步骤】图纸预处理；地理实体构建；产权空间构建（原始数据->信息提取->实体建模->集成输出）

【南师简答题】比较CAD和GIS在对象建模上的差异，简述用于CAD/GIS集成的常用数据模型

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