（毕业论文）基于ArcGIS的虚拟校园建设

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1、基于ArcGIS的虚拟校园建设摘要：虚拟现实技术是一门新兴的技术，应用领域广泛。虚拟校园即是把虚拟现实技术应用于数字校园建设，它打破了时空限制，可以真实、直观地展现三维校园场景。本文通过图像处理、虚拟地表生成、三维模型构建和模型导入等一系列环节初步建成南阳师院中区虚拟校园，并对相关技术进行了探讨。关键词：虚拟校园；三维建模；ArcGIS；南阳师院虚拟现实(virtualreality)技术是20世纪80年代市美国人JaronLanier正式提出的计算机图形新技术，它利用计算机，生成逼真的三维视觉、听觉、触觉等感觉形式的虚拟世界⑴

2、。由于它具有沉浸、交互、构想三个主要特征，所以近年来在计算机仿真研究领域十分活跃，被广泛应用于航天、医疗、工程、军事等领域。随着虚拟现实技术和GIS技术的发展，虚拟校园系统开始出现，它可以实现校园场景的三维可视化、场景漫游及信息查询等功能，用户在显示屏上可以很直观地看到生动逼真的校园立体景观，可以进行诸如查询、量测、漫游、飞行浏览等一系列操作，实现数字校园技术由二维GIS向三维虚拟现实的转化，可为校园可视化管理、分析、指挥、决策提供支持。因此，将虚拟现实技术应用于校园建设中具有重要意义。1软件介绍1.1ArcGIS介绍ArcGI

3、S是ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面的计算机主流技术之后，成功推出的代表GIS最高技术水平的全系列GIS产品。其3D分析扩展模块ArcScene提供了基于多种数据格式的三维模型建立及显示功能。ArcScene作为ArcGIS提供的3D可视化环境，是一种适合展示三维透视场景的平台凹。它的三维显示方式有以下几种：(1)基于离散数据快速建立高质量的TIN和GRID；(2)将影像附着于TIN之上，建立2.5维地表影像；(3)点、线、面实体可在竖直方向上进行立体定向延伸；(4)点、线、面可以以T

4、IN、GRID、2.5D地表影像为基准延伸或延伸至它们的表面；(5)点、线、面、TIN、GRID、2.5D地表影像可人为调整其透明率，增强模型的表现效果；(6)可建立高质量的属性数据库，并将库中的数值信息表达为三维可视模型；(7)可任意调整模型在X,Y,Z方向的显示比例；(8)提供了扩展ArcScene功能的ArcEngine二次开发组件库⑶。1.2GoogleSketchUp6介绍三维场景建模主要使用SketchUp6软件，SketehUp通过其插件GoogleSketchUpPro6GISPlu92in能够很好地与ArcGI

5、S实现交互，生成Multipatch数据格式文件，该文件可以直接导入ArcGIS的GeoDatabase数据库中⑷。SketchUp6是Google公司发布的方便易用且功能强大的三维建模软件之一，使用易于其他软件，借助其贴图功能，建立非常逼真的三维模型，可以节省大量时间，尤其在大场景建模中，它的优越性表现的更加突出。2基础数据的获取建立虚拟校园用到的主要基础资料有校园平面规划图（JPG格式）、高分辨率空间影像数据、校园平面测量数据（CAD数据），建筑物高度数据及地物的纹理图片等⑸。2.1底图数据规划图成图年代较远，部分地形已发生

6、变化，通过对现有基础条件的分析，以GoogleEarth上免费获取的高分辨率空间影像数据（QuickBird数据）为参考，将CAD数据转换成ARCGIS可以识别的Shape格式，并对不准确的地方进行修改。具体步骤是用CAD软件打开CAD数据，另存为DXF数据，接着用MAPGIS对DXF数据进行文件转换导出Shape格式文件，用ArcMap打开Shape文件,对照现实校园平面图进行修改校正。1.2建筑物的高度数据建筑物的高度数据对于三维模型的构建至关重要。基于平面数据，结合建筑物的高度数据可以实现建筑物三维模型的构建。获取建筑物高

7、度信息的方法有多种，其中利用全站仪测量的方法较为简易，而且精度较高。由全站仪测出平距和倾角，然后根据数学公式得到建筑物的高度数据，H=LXtanA（H—高度，L一平距，A—倾斜角）⑹。2.3地物纹理图片地物纹理数据主要用于提供逼真的视觉表示，增强对地物本身及其相互之间空间关系的感知和识别。纹理数据往往是一幅图像，特别是具有相片质感的真实纹理数据常常只有通过实地拍摄照片才能获得。用数码相机，对校园中的建筑物、道路、草地等进行实地拍摄，就可以获得三维地物建模所需的纹理图片。采集到的这些图片，由于受到各种因素的影响，如照片不可能从完全

8、垂直建筑物表面的角度拍摄，透视关系和光照条件等因素的影响，这些图片并不能亡接应用到三维建模中，需要进行相应的处理，主要用Photoshop图像处理软件对纹理图片进行处理，包括图片的正射纠正与部分截取(拉伸、旋转、剪切)、图片质量的改善(调整图片的颜色、亮度、对比