随着数字城市的快速发展和应用,建筑物作为城市的重要组成部分,其三维模型的重建一直是当前地理信息科学、遥感等领域的研究热点,并在虚拟环境、三维实景导航和灾害应急等方面得到了广泛应用。由于机载激光雷达技术(Light Detection and Ranging,LiDAR)具有不受天气条件的限制、全天候、周期短和精度高等特点,可以有效获取高时空分辨率的城市地表三维信息,目前已经成为城市建筑物模型重建的重要数据来源。目前基于机载LiDAR的建筑物模型重建研究主要的不足是建筑物轮廓线的规则化很少顾及到节点附近的点以及折线方向的改变,因此,通常会导致建筑物局部轮廓失真,另外建筑物精细模型的重建研究相对较少。针对这两方面的不足,本文基于机载LiDAR数据和遥感影像数据对宁波北仑区中心城区内建筑物进行了三维建模研究,主要研究内容包括以下四个方面:(1)建筑物外轮廓提取。论文研究了结合机载LiDAR数据和遥感影像数据的建筑物外轮廓提取方法,主要流程包括:1)通过阈值分割法对机载LiDAR提取的 nDSM(normalized Digital Surface Model,nDSM)进行粗过滤,将一些低矮的城市部件和植被滤除;2)采用可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)和阈值分割的方法获取植被信息,进一步对原始nDSM进行掩模,得到较准确的建筑物信息。上述两个过程提取到的建筑物内部存在孔洞以及建筑物外部存在伪轮廓,针对这两个问题,本文通过形态学闭合和开启运算进行孔洞的填补和去伪轮廓操作,得到较精确的建筑物外轮廓。(2)建筑物不同高度轮廓线的提取。为了创建研究区域建筑物的精细模型,需要获取建筑物在不同高度上的轮廓线,论文研究了基于等高线的建筑物不同高度轮廓线的获取方法。通过建筑物不同高度轮廓线的提取,可为后期规则化和三维建模过程提供数据基础。(3)建筑物轮廓规则化处理。提取的等高线边缘形状不规则,主要表现为锯齿状,因此,通常需要对等高线进行规则化处理。论文采用一种基于压缩曲线的最少顶点多边形简化算法,并将该算法应用到建筑物不同高度轮廓线的规则化中,能够在较好保留建筑物轮廓形状的基础上最大限度地实现建筑物轮廓的简化与规则化。(4)建筑物三维精细模型重建。论文构建了基于CityEngine软件进行建筑物三维精细模型重建的流程,以规则化后的密集建筑物轮廓线数据为基础,编写CGA(Computer Generated Architecture)规则,实现了宁波市北仑区中心城区内建筑物精细模型的重建。通过与实际建筑物对比,建模结果较完整地反映了建筑物的实际细节,可为大规模城市建筑物建模提供一定的思路和基础。