武汉城市景观大道房屋三维建模及整治测绘

陈 镇,刘素玉,郑举汉

（1.武汉市房产测绘中心，湖北 武汉 430000；2.武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430000）

武汉城市景观大道房屋三维建模及整治测绘

陈 镇1,刘素玉2,郑举汉1

（1.武汉市房产测绘中心，湖北 武汉 430000；2.武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430000）

根据工程特点，房屋三维建模采用最适合当前房管部门的基于图形数据的建模方法。整治测绘采用传统测量方法和基于GPS RTK测量的方法，在MicroStation V8开发的程序上进行计算统计。本测绘成果的使用是房产测绘的社会服务、决策参谋功能的具体表现。

城市景观大道；三维建模；整治测绘

长江大道是连通武汉三镇的脊梁线，是武汉城市建设的新标杆。由于管理和整治滞后，沿线房屋墙面破损污染严重，老旧房屋空调外挂机凌乱，房屋雨阳篷及台阶破损，房屋立面形状及色彩单调陈旧，严重影响市容环境。受武汉市住房保障和房屋管理局委托，笔者单位承担长江大道工程沿线房屋的三维建模、房产平面图测绘及房屋立面面积测绘等项目，以期为工程设计、预算和施工监理提供基础保障。

1 技术路线及主要技术要求

1.1 技术路线

按照《武汉市长江大道工程沿线房屋整治测绘技术设计书》的要求，充分利用网络技术、数据库技术和GIS技术，实施道路沿线房屋现状三维建模，并与设计后的三维建模进行对比。同时，以笔者单位现有的1∶500房屋分丘平面图、1∶2 000房产管理图、分层分户图和基本控制网为基础，采用基于WHCORS的GPS RTK技术和全站仪配合内外业一体化采集软件对整治区域内的房屋、道路、花坛等地物进行全面核查，对有变化的进行修补测。重点对整治房屋的房高及外墙面、门窗、阳台、楼梯间、玻璃墙等立面面积进行测量，并绘制道路沿线1∶500房产平面图。

1.2 主要技术要求

1）数学基础。平面坐标系统为1954年北京坐标系，高程系统为1985国家高程基准。

2）基本精度。四等及四等以下的平面控制点相对于起算点的点位中误差不超过±5 cm。图解距离与解析反算边长、检测距离或实测距离的较差允许误差不得大于2倍中误差。1∶500房产平面图房角坐标点位中误差不得大于图上±0.5 mm，房角点的间距中误差不得大于图上±0.4 mm。

3）测图比例尺及图纸规格。沿道路测图比例尺为1∶500；不作正分幅要求，以区为单位成图，内插方格网，在图纸首尾各注记一处坐标，右上角标指北针，右下角填责任表和图例，见表1和表2。

表1 责任表

表2 图 例

4）制作单栋房屋勘丈图表。对整治的房屋制作房产勘丈表，表格样式按《武汉市房产测绘实施细则<试行>》中有关规定执行。

2 项目实施及工作流程

本项目包含道路沿线房屋三维建模、道路沿线1∶500房产平面图及立面面积测算，其工作流程如图1所示。

3 道路沿线房屋三维建模

3.1 外业资料采集

外业资料采集主要包括三大部分：一是对建模地区的房屋进行实地测量，绘制二维矢量图，作为后期的基础底图；二是收集建模区的遥感影像图，对特殊建筑实体特征信息进行简要登记，以便于内业建模处理；三是使用普通数码相机拍照获取各类建模对象的纹理，在拍摄过程中应注意以下事项：

图1 项目工作流程图

①拍摄应选择在光线较适宜的天气下进行，避免光线黯淡或光线强烈而影响纹理的质量。②为便于后期修改，拍摄时尽量让被摄体直面镜头。③为了保证结构的完整性，建筑物墙面存在遮挡物时，需要换视角拍摄多幅影像，形成完整的外观纹理，便于后期拼接处理。④拍摄人携带房屋平面图，按一定顺序编号进行拍摄和分类，对纹理数据文件统一命名管理，使其与建筑物模型唯一对应。

3.2 内业数据建模

根据基础资料和平台的功能，采用基于矢量数据的建模方法，其内容包括纹理照片预处理、三维模型构建、建筑物纹理贴附、模型整合与发布等。采用的软件工具有：图形处理软件AutoCAD，图像处理软件Photoshop，三维建模软件3DS Max等。

1）二维矢量图形处理。对建模区域的地形图、房屋分层分户平面图等二维矢量图进行处理，删除文字注记和多余的点、线及其他图形，保留完整的房屋平面结构图形并依据建筑类别、层次结构对其进行分层分类，得到符合建模要求的二维矢量图形数据。

2）建立模型框架。将已处理的房屋平面图导入3DS Max软件，通过以下的方法，构建房屋三维模型。

平面图拉伸建模：根据基础图上建筑物的外轮廓和高度拉伸，形成一个立方形的柱状，并贴图（纹理）,可在AutoCAD上实现。

使用分层分户图的建模：它是根据分层分户图的一些属性信息，自动拉伸形成三维模型。与上述方法相比，它是根据分层分户图上的标准层来进行拉伸，保证了模型与实际面积和形状的一致，然后通过批量和指定贴图，使外墙景观一致，表现真实的场景。分层分户图生成三维模型是一种介于平面图拉伸和三维建模之间的方式，比平面拉伸更细腻更真实，比其他方法更快捷更经济，最适合当前房管部门的建模。

3）纹理照片处理与贴图。采用Photoshop软件对外业采集的照片进行处理和纠正。经过亮度和对比度调整、图像变换、裁切等技术处理后，对模型进行材质贴图。此时贴图不增加模型的复杂程度就可以突出表现对象细节，并且可以创建反射、折射、凸凹、镂空等效果，使模型更精细真实。

4 房屋立面整治测绘

本项目最重要的一项工作就是测绘和计算道路两边房屋的立面面积。利用工作底图对实地变化的房屋、道路采用GPS RTK方法、装测法、几何作图法等进行修补测。建筑物的周长乘以其高度就是该建筑物的立面面积，建筑物高度是相对于地面的高度。房高测量无法看到顶部时，可使用房屋竣工数据经实地调查核实直接引用。建在坡面的房屋按高度不同的面分别进行测量。

4.1 工作底图制作

依据的1∶500分丘图和1∶2 000房产管理图、分层分户图等制作工作底图。把图叠加在一起，按照范围切成单独的文件，将现场指定需整治的房屋，在工作底图上做好标记，按市区为单位顺序编号。工作底图具体要求如下：

1）把1∶500地籍图中的地籍信息JDZJ层、ZDHZJ层、QTZDZJ层、TDYTZJ层、JZX 层、JZD层、MPHM层、QLRZJ层、QSX层和JF层删除，只保留房屋地形等信息。

2）1∶500地籍图用黑白色，叠加1∶2 000房产管理图用蓝色。

3） 1∶2 000房产管理图中门牌号、大厦号、单位名、小区名等要保留完整。

4）保留道路两边3排房子，3排房子以外有高于前排房子的要保留，大转盘、十字路口高架桥要把周围的房子保留完整。

5）道路两端边界底图外延20 cm，保证道路完整，以免发生外业工作时缺图的现象。

4.2 房屋立面面积量算与统计

房屋立面面积、门窗、阳台、玻璃墙、楼梯间等外立面积使用MicroStation V8开发的程序进行，计算规则如下：

1）四面没有房子相邻接的，独栋房屋立面面积的计算方法：外立面面积=周长×楼房高度。

2）层次不一样、靠在一起的房子，只算能看到的墙面，有2种情况：①1层砖房的立面面积能看到的四面墙体的面积，就是用4条边长的和乘房高。②特殊房屋的算法：人字形房屋要把长方形和三角形的立面面积分开计算后相加。

按以上方法，如果房屋前后不一样高，立面要分开计算。门窗、阳台的立面面积是比较规整的长方形，按长方形面积公式计算。房屋立面面积统计以行政区为单位，按房屋编号顺序进行，形成以区为单位的，包括有房屋名称、楼高、立面面积、门窗、阳台、玻璃墙等内容的房屋立面面积统计表。

4.3 1∶500平面图编辑

按照《城市测量规范》第6章的要求编辑平面图。具体要求如下：

①数据格式：2002版AutoCAD、CASS7.0数据，DWG格式；②在编辑过程中，借用1∶2 000房产管理图地物的要素编辑成1∶500的数据要求；③修测数据要处理合理，已改建的地物按照新的调绘或实测数据进行编辑；④标注的门牌号、单位名和小区名，不能有遗漏或错误；⑤图上要素的层色规定如表3所示；⑥在计算立面面积前，用拓扑检查工具检查房高注记定位点是否在房屋面内；⑦注意保持整个测区图面表示的一致性。

表3 要素分层分色规定表

[1] 朱庆，林珲．数码城市地理信息系统[M]．武汉：武汉大学出版社，2004

[2] 李保平．房地产测量[M]．郑州：黄河水利出版社，2007

[3] 郑举汉，张鹏，徐磊，等．武汉市1∶2 000房产管理图数字化测绘与建库工程及成果应用[J]．测绘通报，2011(12)：69-71

[4] 陈镇，郑举汉，徐磊．房产基础测绘和GIS在武汉市存量房计税价格评估中的应用[J]．测绘通报，2012(8)：89-91

[5] 陈镇，彭金辉，张鹏．武汉市数字化房产分丘图测绘若干技术探讨[J]．地理空间信息，2011，9(6)：118-120

[6] 陈镇，郑举汉，徐磊．武汉市房产测绘综合管理信息系统的建设及应用[J]．地理空间信息，2012，10(4)：15-17

3D Modeling Building of Wuhan City Landscape Avenue and Renovation Mapping

byCHEN Zhen

According to the engineering characteristics, the 3D modeling work adopted the most suitable method for the current real estate management branch, which was based on graphics data, and had fine and real image. The renovation mapping adopted conventional method and the GPS RTK method. And the statistical calculation was done in the MicroStation V8. The use of this surveying and mapping results is a concrete representation of the social service and decision making function of real estate surveying and mapping.

city landscape avenue, 3D modeling, renovation mapping

P208

B

1672-4623（2013）02-0130-03

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.042

2013-02-20。

陈镇，高级工程师，主要从事房产测绘技术与行政管理工作。