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“数字城市”是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中，利用数字化信息处理技术和多媒体技术，将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用。城市规划者和管理者可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中，进行规划、决策和管理，其感觉就像漫步于现实的街道上或是乘坐直升飞机俯瞰城市一样。因此三维可视化技术在数字城市中占有十分重要的地位。
城市三维景观中，造型丰富，数量庞大的建筑物是城市化建设的重要标志之一，建筑物模型在三维城市模型中占有相当大的比重，建筑物模型的可视化效果对于整个三维城市模型的逼真表达具有其他地物类型不可替代的作用。然而，由于建筑物模型一般的形态各异，几何特征复杂，网格数量巨大，因此对计算机的硬件系统提出了较高的要求，如何在显示三维建筑物模型时实现真实性与实时性的统一是一个重要的研究课题。细节层次(Level ofDetail，LOD)技术是其中最有效的方法之一。
LOD处理中最重要的问题是何时从高分辨率的模型切换到低分辨率的模型。LOD模型的选择时机问题。决定LOD模型选择的主要因素主要有距离(distance)、大小(size)、优先级(priority)、滞后作用(hysteresis)、环境条件(environmental conditions)和知觉因素(perceptual factors)等。
通常，人们对城市景观的感知，首先是从建筑物开始的，如果缺少建筑物，在感知层面的城市认识将非常有限。尽管不同的应用对数据内容有不同的要求，但建筑物一直被认为是最为重要的地物类型，能够被应用于几乎所有的三维城市模型应用当中。大量不同背景的用户，如各级政府管理机构、城乡规划师、环境机构、电信与公用设施公司、建筑设计师等，对建筑物模型也具有不同细节层次的需求。就应用而言，建筑物不同LOD模型的大部分应用形式是基于可视化的城市三维景观表现，或者是以三维场景的感知和对特定区域的识别为目标的可视信息交流。因此，建筑物LOD模型可以考虑如下的建立原则：特征的可识别性，LOD模型的稳健性，几何与纹理的统一，基于体元构建LOD，建筑物LOD模型的连续性。
模型简化的算法很多，几种主要的模型简化为：网格优化，渐进网格，几何优化法，超平面法，顶点删除法，三角形收缩法，简化包络，重新布点算法，顶点聚类算法，边折叠算法，二次误差测度简化算法，小波分解算法，视点依赖的场景简化算法。
对细节的真实感和对系统响应的实时性考虑是虚拟系统中对城市建筑物模型建立的基本原则。尤其是在城市三维场景的漫游中，算法必须保证较快的简化计算速度，从而实现在绘制每帧场景没有停滞现象。同时，在保证实时性要求的同时，还必须保证三维城市中模型的视觉效果，因此必须适当的控制简化程度，避免过渡简化造成模型细节的丢失和质量的下降。本文基于二次误差测度算法是解决上述问题的有效方法。由于二次误差测度算法能处理流行以及非连通物体，因此能较好的处理由多个复杂部分组成的模型，并且由于二次误差测度算法具有很好的时空效率，算法比较简洁快速，因此在三维城市的场景漫游中能满足对实时性的要求。二次误差测度算法于由卡内基梅隆大学(CMU)的Garland& Heckbert在1997年提出。二次误差测度的表面简化算法基于递归的顶点对折叠(广义的边折叠，允许合并模型上不相连接的区域)。近似误差用二次误差测度表示。对于每个顶点，误差是顶点到与它相关的平面的平方距离的总和。算法不是存贮与顶点相关的平面，而是用一个二次误差矩阵来表示误差。每次折叠操作之后，通过将两个与折叠的项点对应的矩阵相加来合并与这两个顶点相关的平面。
由于二次误差测度算法是基于模型表面的均匀简化，因此对于模型的细节特征不能很好的保持。对于三维建筑物模型来说，建筑物表面的门，窗，突出部等细节特征是其重要的几何特征，应当在简化中尽量保留。因此本文对于算法作出了一定改进，其关键点是将细节特征通过顶点分类进行识别，将所有的顶点划分为独立点、简单点、边界点和复杂点。对于边折叠生成的新顶点，我们由高到低定义如下优先级：角点、边界点、复杂点、公共尖刺点、尖刺点、简单点.当发生边折叠时，取该边两个顶点中优先级较高的类别来对新顶点进行分类设置。降低具有细节特征的点在模型简化时的优先度，最大限度的保持模型的细节特征。注意到对于大多数模型来说，涉及细节特征的区域往往只占整个模型的小部分，模型的大部分区域都比较平坦，我们希望在细节集中的区域仍然保留用来描述细节特征的三角面，但对该区域的其它三角面加强简化力度。在这里使用相关三角面的面积平均值作为局部区域三角面密集程度的度量，把边折叠相关三角面的面积平均值与原折叠代价相乘作为最终的折叠代价，这样原来三角面较密集的局部区域进行边折叠的优先级将有所提高，可以改善简化模型中三角面的分布情况。
经由实验结果表明，在简化后的模型中，建筑物模型的平面区域，如长方形的表面网格都得到了明显的简化，而建筑物的突出部位则得到了较好的保持，网格的简化数量与平面区域相比也简化的较少，达到了算法的目的。