三维城市模型能够十分直观、详尽地表达城市三维内容,作为智慧城市的一种重要基础设施,在构建智慧城市中起着重要支撑作用。近年来,倾斜摄影测量、激光雷达和基于图像的大规模场景三维重建等发展迅速,在技术上强有力支持着快速三维城市建模,生产出的三维城市模型数据量日益庞大。如何利用合理紧凑的三维瓦片表达方式高效地组织数据量巨大的三维城市模型数据是亟待解决的问题。目前的“互联网+”建设正在全面展开,三维城市发展的必然趋势之一就是面向互联网。而且随着WebGL的出现与日益成熟,使得3D图像实时渲染于浏览器不再遥远。但是产量巨大的3DCM数据与有限的网络传输速度和系统内存已成为面向互联网三维城市发展的一个突出矛盾。本文分析了近年来三维城市模型数据组织方法的进展状况,以基于对象重要性的三维建筑物模型数据组织方法来进行场景建筑物分层分块组织,具有场景渐进传输顾及对象重要性、瓦片数据量相对均衡的优点,阐述了包含语义特征和视觉特征重要性的建筑物对象重要性和度量标准及其与三维城市场景细节层次(Scene level of detail,SLOD)构建之间的关系,然后建立了基于对象重要性的场景细节层次,重点分析了如何依据三维城市中建筑物的重要性进行建筑物分类的算法。之后,分析了规则划分数据时由于建筑物空间分布不均衡导致数据量分布不均衡和对象割裂的现象,基于改进R树即DB-R树,提出了一种顾及数据量均衡的空间索引方法,总结了两种场景渐进传输模式:替换式渐进传输和追加式渐进传输,基于两种场景渐进传输模式构建了适用于手机移动端和桌面浏览器端的三维瓦片集。采用某城市超过10万个数量的建筑物三维模型数据作为实验数据,进行三维瓦片式的数据组织实验。三维城市模型数据组织实验首先依据对象重要性衡量指标构建三维城市的场景细节层次,然后利用顾及数据量均衡的DB-R树空间索引结构组织场景细节层次,进而生成三维瓦片和相应的索引结构。实验分析了引入基于对象重要性构建场景细节层次的优点,然后基于场景细节层次并利用空间与数据量均衡的改进R树并利用替换式渐进传输模式和追加式渐进传输模式进行三维城市模型瓦片化数据组织。研究结果表明基于对象重要性的三维城市模型数据组织方法依据对象重要性划分场景细节层次,基于两种场景渐进传输模式剖分场景,在流畅浏览时能够有效凸显出三维场景的特征,场景细节层次一定程度上解决了三维城市模型尤其是建筑物传输渲染先后的问题。通过增加数据量调优因子对R树构建算法进行了改进,顾及数据量均衡的DB-R树在一定程度上使得瓦片节点数据量相对均衡,为数据传输和可视化提供了更为合理、均匀的数据瓦片分块。但是,本文的方法也具有不足之处。本文在依据对象重要性衡量标准进行三维城市模型建筑物对象数据组织时,主要考虑的是数量巨大的普通建筑物的视觉特征,没有将特别复杂的建筑物对象如建筑信息模型考虑进去,构建场景细节层次时同时兼顾特别复杂建筑物的细节层次是今后需要进一步探讨的问题。