城市道路作为连接城市不同功能区的空间纽带以及城市空间信息流的主要载体,其三维模型便是数字城市(Digital City)及三维城市模型(Three Dimensional City,3DCM)不可或缺的重要组成部分。道路三维模型一般是由路面模型及其附属构造物模型构成,路面模型通常是道路三维模型的主体。城市道路由于在空间结构及空间信息上与一般城际公路有明显差别,现有的路面三维模型构建方法在模型精细程度及整体数据量上,不能完全满足城市道路三维建模的实际应用需求。鉴于此,本研究从城市三维建模的数据基础入手,通过分析城市道路的空间特征,设计城市道路三维路面模型构建的关键技术,而后运用上述关键技术实现城市道路各类路面三维空间面片的构建,最后选择了一片城市街道作为实验区进行了方法验证。基于以上的研究思路,本文主要完成了以下几方面工作:1、分析城市道路三维模型的数据基础。首先从分析城市三维建模信息来源及其主要作用入手,着重探讨了数字线划地图的空间要素及其数据组织方式,研究了从数字线划地图中提取城市道路空间信息的方法并对各类城市道路空间信息进行了简要分析。2、研究城市道路的空间特征并依此设计城市道路三维路面模型构建的关键技术。在城市道路空间信息的数据基础上,通过分析城市道路的空间特征,设计了城市道路三维路面模型的空间整合方法和城市道路三维路面模型空间面片的构建方法。城市道路三维路面模型空间整合主要研究了城市道路三维路面模型的空间组织关系及其空间拓扑简化;城市道路三维路面模型空间面片构建则以基于空间分割及局部拟合的路面主方向线构建——基于坡度平滑及特征概括的路面主方向线优化——基于路面主方向线的路面面片空间形态调整为技术主线,实现了针对城市道路空间特征的路面空间面片构建。3、设计城市道路各类路面的具体建模策略。运用上述提出的关键技术,结合城市道路各类空间实体的形态特点,设计了城市道路各类空间实体——机动车道、非机动车道、人行道及门坡——三维空间面片的构建策略;4、选择典型实验区进行方法验证。最后选择了一块典型实验进行城市道路三维路面模型构建实验,验证本文所提出的方法。实验结果表明,本研究所提出的城市道路三维路面模型构建方法,能较好地实现城市道路各类路面三维路面模型的构建,生成的城市三维路面模型在空间精度和空间形态上基本满足实际应用需求。综上所述,本研究在已有道路三维建模研究的基础上,根据城市道路的空间特征,设计了适用于城市环境的道路三维路面模型构建方法。经实验证明,本研究所提出的城市道路三维路面模型构建方法结果基本正确,具有一定的应用价值。