最新三维GIS地上景观建模教学讲义PPT课件.ppt

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1、三维GIS地上景观建模本节内容3.3.1基于二维GIS数据的三维建模3.3.2基于遥感影像的三维建模3.3.3基于激光扫描系统的三维建模3.3.4基于CAD模型的三维建模3.3地上景观建模三维地上景观建模技术面临的问题：三维空间数据模型构建二维模型与三维模型转换海量三维数据的存储与快速处理三维数据实时廉价获取以及三维空间分析等诸多问题GIS系统与三维建模软件相结合：主要的建模方法：1、基于二维GIS数据自动建立三维模型的方法2、基于遥感影像的三维模型构建方法3、基于激光扫描系统三维模型构建方法4、CAD建模方法2、地上景观和数字地形建模地上景观和数字地形模型的构建主要

2、有4种：（1）基于二维GIS的方法；（2）基于影像的方法（3）基于激光扫描的方法（4）基于CAD的方法。3.3.1基于二维GIS数据的三维建模二维GIS数据的特点：具有大部分地物实体基础数据完整的数据库及其操作功能从二维数据到三维数据模型有以下两种方法：1、基于相对高度和纹理数据建模2、基于DEM建模1、数据预处理2、建模（1）二维矢量数据预处理二维矢量数据是三维建模的依据，但二维矢量数据由于表现方式限制，在图面存在很多文字、符号等描述信息。这些信息由于没有高程属性，在导入3DMAX之后，容易产生空间位置上的偏差与错位。它们的存在，将给建模过程中的捕捉、编辑等操作带来

3、很多不必要的麻烦，故在二维GIS数据在导入3DMAX之前，需以化繁就简为原则，突出建筑的外观特点，对二维矢量数据中非关键要素的点、线、注记、填充图案等信息进行删除和简化。（2）实景照片预处理要实现三维GIS建模，必须尽可能掌握实体的空间信息。空间的几何信息和高程信息我们可以通过实地测量的方法获取。通过常规的测量手段往往只能获取建筑物整体的长、宽、高信息，而建筑外观上具有表象性的局部特征信息却难以表述。为弥补常规测量方式在这方面的不足，我们一般采取拍摄实景照片的方式加以辅助。借助实景照片，我们不仅能获取建筑外部特征的位置关系等信息，还能制作出在3DMAX中用于表现虚拟模

4、型外观的贴图。但实景照片往往具有以下常见问题：①由于成像的原理，照片存在远近的形变。②就同一建筑，照片之间因拍摄角度和时间上存在着的不同，极易在亮度、色调、饱和度等因素上产生的差异。而这些差异的存在，反映在贴图上将直接影响整个系统的整体表现效果。针对以上的问题，我们可采用Photoshop软件进行处理。经过亮度、饱和度的调整，图像的拉伸变换、裁切、填充等技术手段的处理，最终实现模型数据表现效果的和谐、统一。3.2建模在3DMAX中，多边形建模、NURBS建模和面片建模是建模的三种常见的建模方法。由于三维GIS建模以规整的几何建筑物为主要对象，故建模方法常采用多边形建模

5、方式。依照“主体建模→特征表现”的建模顺序，实现方法可简单的归纳为：①通过对建筑外观的分析，尽可能使用较少的简单几何模型构建出建筑的主体。②省略局部细节，突出表现具有特征性的局部表象，利用可编辑线进行轮廓勾画，以挤压的方式生成，复制。建模过程如图4所示：建模的过程仅仅完成了三维空间信息数据的架构，为了实现虚拟建筑模型的真实感，给模型赋予贴图必不可少。借助实景照片预处理阶段制作的局部贴图，我们可在3DMAX的“材质编辑器”（图5）里实现图6为在建模的基础上结合UVW贴图所呈现出来的效果。4建模数据的优化4.1三维GIS系统的数据特点对于三维模型，面的数量决定着模型的表现

6、效果。就理论而言，三维建模所需面的数量越多，建模的表现效果越细腻、越贴近真实。但在三维虚拟的场景中，画面运行的每一帧都是借助CPU和显卡实时计算得出，如果模型和面的数量太多，将导致系统的运行速度急剧降低，甚至无法正常工作，毕竟它是以牺牲系统资源为代价的。三维GIS系统所涉及的范围往往是一片区域或一座城市，相比二维GIS数据，本身即具备了大数据量的特点。若每一个建筑模型都强调细节上的表现，那必然会给系统带来沉重的运行压力。而GIS系统的执行效率，则是评判一个三维GIS系统优劣的重要标准。4.2三维GIS建模数据的优化模型的虚拟表现与三维GIS系统的执行效率之间不仅关系密

7、切而且相互影响。为达到“以最少的模型数据实现最佳的虚拟表现效果”的目的，我们有必要从“模型面数优化”、“模型个数优化”和“贴图优化”三个方面对模型数据进行优化。（1）模型面数优化面是3DMAX模型的基本构成单位，在满足模型虚拟表现的前提下，应尽可能减少建模所采用面的数量。面的优化可通过四种途径实现：●采用简模搭建三维GIS模型●删除模型构成内看不见的面●删除物体之间相交的面删除物体之间相交的面可以通过物体间的合并操作快速方便的实现。尽管该处理方式从技术上来说没有问题，但是针对不同的三维GIS软件平台会产生一些影响，建议结合三维GIS软件平台对处理之后