基于gis的三维虚拟校园设计与实现

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1、文章编号:1674-7070(2012)01-0081-06基于GIS的三维虚拟校园设计与实现1111於永东路明月许笛张翔摘要0引言三维GIS技术近来迅猛发展，受到了广泛关注．较二维GIS而言，三维GIS虚拟校园建设近几年得到广泛的重视与发展，尤其是随着GIS的能更真实地表达客观世界，且对空间对发展，人们不再仅仅满足于视觉上的“可视化”需求，更希望能够在可象进行三维显示、分析和操作也是三维GIS特有的功能．以南京信息工程大学为视化的前提下进行空间位置分析等．目前许多高校相继建立了基于例，介绍了利用三维GIS技术进行虚拟GIS的虚拟校园系统．与二维GIS相比，三维GIS以立体造型技术给校

2、园建设的过程，阐述了基于Google［1］用户展现地理空间现象，更具有现实的逼真效果．将三维GIS技术SketchUp和ArcGIS的三维可视化设计方法进行三维场景建模与优化、虚拟校运用到虚拟校园的建设中，通过三维实景建模的表现方式，生动地展园系统功能设计以及三维场景的浏览功现真实的校园，给用户带来身临其境的感觉，结合GIS的空间分析技能、建筑物属性的查询功能、路径分析和术，通过人机交互，可实现三维场景浏览、属性查询、路径分析等功动画输出等功能的实现技术．最后指出了系统存在的问题，并提出了下一步的能，在更大程度上满足用户的各种需求．研究方向．综合目前国内外三维GIS的研究现状，现在的三

3、维GIS研究和系关键词统开发主要有3种途径:一是通过底层开发实现，代表为VC++和三维GIS;虚拟校园;三维建模;SketchUp;ArcGISOpenGL的开发方式;二是在现有GIS平台上二次开发实现，代表为ArcGIS的ArcObjects组件;三是在三维可视化软件上通过插件的形式中图分类号TH71;TG803［2-3］加载数据查询和显示的功能模块，代表为Vega实时驱动软件．此文献标志码A外，目前三维GIS的研究主要集中于数据建模、显示和数据采集，忽视［4］了GIS的一大重要功能———空间分析．目前，三维虚拟校园设计方法主要有以下几种:一是以CAD、3DMAX为平台的构建三维模型

4、，一般只适用于绘制三维效果图;二是基于虚拟现实软件VRML或开放图形程序库OpenGL，通过高级编程语言实现，但工作量较大;三是利用ArcGIS自带的三维功能，进行VBA［5］开发，但开发的系统不能脱离母软件．考虑到底层开发代码量太大，而目前商业GIS软件在GIS功能方面已相当成熟，因此笔者采用现有GIS平台，通过二次开发进行三维GIS系统开发研究．本文以南收稿日期2010-12-24京信息工程大学为例，综合运用GoogleSketchUp和ArcGIS建设虚拟资助项目江苏省大学生实践创新训练计划项校园技术，做了相关的探索与研究，逼真展现了三维校园场景，实现目(10CX025);国家自

5、然科学基金(40901244)了虚拟校园系统相关功能．作者简介於永东，男，主要研究方向为三维GIS．yydyydabc@sina．com1三维场景建模路明月，男，博士，副教授，研究方向为雷电GIS、三维GIS及其数据模型，气象GIS理论现实校园的三维可视化是虚拟校园系统建立的前提．笔者采用与应用．lumingyue@nuist．edu．cn了基于GoogleSketchUp和ArcGIS的三维可视化设计方法对南京信1南京信息工程大学遥感学院，南京，210044息工程大学各建筑物进行三维场景建模．於永东，等．基于GIS的三维虚拟校园设计与实现．82YUYongdong，etal．Desi

6、gnandimplementationof3DvirtualcampusbasedonGIS．1.1技术背景平面数据中提取单个建筑物轮廓．GoogleSketchUp软件．SketchUp是@LastSoft-2)建筑物高度数据．在三维场景建模中需要设［8］ware公司的一套三维设计工具，已被Google公司收定建筑物的高度，洪德法等提出了利用全站仪测购，主要用于三维建模．SketchUp是一套令人耳目一量建筑物的方法，操作简易且具有较高的精度．由全新的设计软件，可快速构建建筑草图，创作建筑方站仪测出平距和倾角，然后根据数学运算得出建筑案，被建筑师誉为最优秀的建筑草图工具．Google

7、物的高度数据．SketchUp简便易学，同时拥有丰富的软件接口，能够3)地物纹理信息数据．纹理数据可以展现逼真与多种主流设计软件交换数据，如AutoCAD、3ds的视觉效果．通过数码相机采集各建筑物的外形轮［6］max、ArchiCAD、Piranesi等．廓，从而获得三维地物建模所需的纹理图片．由于受ArcGIS软件．ArcGIS软件是美国国家环境系统建筑物高度、拍摄距离、透视关系、光照条件等因素研究所(ESRI)经过将近40年的努力开发出来