《表2 城镇建筑典型的三维计算机模拟模型》

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《光学遥感三维计算机模拟模型的研究进展与应用》

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三维计算机模拟模型在城镇建筑建模研究中应用广泛，在这里仅对遥感光学的建模研究进行讨论，如表2所示。城镇建筑的三维计算机模拟大体可以分为以下3类：对简单建筑场景的模拟、对复杂建筑场景的模拟和对涵盖建筑和植被复杂场景的模拟。在简单建筑场景中，建筑通常被简化为规则分布的立方体，基于类似几何光学的建模思路，Soux等（2004）提出了SUM模型，该模型考虑了传感器视场角效应，可计算传感器视场中各面元的可视光照/阴影比例；Kanda等（2005）提出了SM/HM模型，该模型基于建筑物立方体的几何特征及其相互遮挡关系，计算场景的长、短波辐射；Fontanilles等（2008）将建筑假设为“廊道”结构提出了TITAN模型，该模型主要用于解释建筑各组分对遥感信号的贡献，及模拟城镇建筑的热辐射方向特性；Zhan等（2012）将基于Open GL的计算机模型Co MSTIR用于城市热惯量的研究。为了实现对复杂城镇建筑三维结构的重构及辐射传输建模，Thomas等（2011）提出了基于光线追踪方法的AMARTIS模型，该模型考虑了建筑物中窗户和大气的影响；Krayenhoff和Voogt(2007）提出了基于光线追踪方法和辐射度方法的TUF-3D模型。以上模型主要针对城镇中的建筑部分进行了模拟，而在城镇中植被部分如公园和行道树等也会对遥感观测产生影响。因此，DART模型、Bruse和Fleer (1998）提出的ENVI-met模型，以及Hénon (2008）提出的SOLENE模型，实现了对涵盖建筑和植被的复杂场景的遥感观测信号的模拟。目前，城镇建筑的三维结构重建技术相对成熟，在三维建模研究中，除了市政系统已有的数据集（Lagouarde等，2010，2012），通过观测视频和LIDAR数据均可以实现城镇建筑三维结构的重建。