目前,数字城市三维可视化的研究大多数是趋于面向大范围三维场景的构建,由于其建模范围广而导致忽略很多细节,城市空间中丰富的细节信息得不到表达。无论是从三维城市的观赏性还是从专题研究的角度,城市空间的三维表达在宏观把控的同时也应该从微观层面进行深入。将体现更多细节作为着眼点构建高精度的三维场景已成为城市空间三维信息表达的新模式,同时在技术层面上面临着新的挑战:城市景观要素其结构复杂程度不尽相同,在面对较高精度的建模要求时,如果采用一种建模方法其建模难度系数大、建模成本高;由于高精度地形数据难获取,已有的低精度地形数据在三维集成时存在与地物模型不重合现象;以上述所提出的挑战为背景,取得的主要研究成果如下:(1)根据城市规则建筑要素的结构特点,因其建模难度系数小、规律性强且占据内存小,研究了基于3DSMAX建模方法建立规则建筑的三维模型。构建的模型不仅涵盖面元数量少,同时还能够满足精细建模的精度要求。(2)针对复杂建筑要素建模难度系数大、纹理贴图复杂等问题,引入基于数字近景摄影测量技术的建模方法,深入研究摄影测量建模中多视几何理论辅助的空三加密以及半全局匹配等关键算法。并以地物影像数据为基础,自动生成复杂要素高精度的三维模型。该方法能够有效地解决复杂地物建模难度系数大的问题,提高了建模效率以及建模质量,适用于复杂地物高精度模型的构建。(3)研究基于特征约束的地形与地物匹配方法,解决了较低精度地形数据与地物不重合的问题。在此基础上进行了改进,改进之处在于嵌入特征线后增加了非端点相交的判断准则和对特征点周围局部地形的优化。优化后地形与地物重合部分的四周不存在较大高程差且其衔接自然,地形与地物要素的匹配结果证明该方法效果显著。(4)在已有项目数据基础上,实现了城市空间三维场景的构建。详细论述了城市空间各要素模型的构建方法,指出了三维场景集成时面临的问题并提出了解决方案,完成高精细三维场景的构建。最后,以构建的三维场景为基础,结合TerraDeveloper开发接口初步实现了国际生物城三维可视化分析系统的研发,包括三维场景的浏览、空间量测、空间信息查询、空间分析、空气质量查询等模块。