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1、分析基于GIS的三维虚拟校园设计与实现摘要以南京信息工程大学为例，基于GIS构建虚拟校园,其中包括三维场景的建模与优化、虚拟校园系统功能设计以及三维场景的功能实现。关键词GIS;虚拟校园；三维建模地理信息系统（简称GIS）,简单地说是一种建立在电脑基础上的决策支持系统，它由与之对应的硬件、软件以及各种类型的数据所共同组成。事实证明，它已经被有效地用来进行数据的采集、保存、处理、分析以及后面的建模等。通过以往大量的实践结果表明,3DGIS与2DGIS比较的话,显得更逼真,让人感觉栩栩如生。这是为什么呢？因为它为用户呈现出来的是一种地理空间现象,是通过立体造型技术实现的。
2、随着时代的进步与发展，可以将3DGIS技术有效地结合到虚拟校园，通过构建三维虚拟校园的场景，生动而且十分逼真地展现现实世界中的真实校园，让用户有一种身临其境的感觉。除此之外，相关工作人员还可以通过人机交互，并结合GIS的空间分析功能，实现三维场景浏览、查询空间属性、测量距离等功能,从而最大限度地满足各类用户的实际需求。1科学合理地制作三维场景从上面的描述中可以清楚地看到，三维虚拟场景是否足够真实，将会在很大程度上直接影响最后系统足够的美观。因此，下面将会采用当前较为先进的Sketchup进行建模z从而在满足建模精细度的要求的前提下”保证建模工作量的相对适中，并且生动逼
3、真地展现在人们的面前。有效获取基础数据就目前而言，三维场景制作主要需要三大类基础数据:地图数据、地物纹理信息数据、建筑物高度数据。I）地图数据。通常情况下,会从学校基建处获得一个比例尺为1:1000的・dwg格式的校园平面规划总图z通过这种方式为各种地物要素提供精确的轮廓形状和地理坐标，然后从CAD平面数据中快速而有效地提取建筑物轮廓（单个）。2）地物纹理信息数据。事实证明”纹理数据在很多时候可以产生非常逼真的视觉效果。具体地说，就是通过数码相机采集各建筑物的外形轮廓，通过这种方式得到三维地物建模的纹理图片（具体需要哪些图片,根据实际情况加以选）o与此同时，由于受建筑
4、物高度、透视关系、拍摄距离等各种因素的影响（影响程度会有一些差别）,会造成拍摄的图片比例失调,这样一来就无法直接用作纹理，在这个时候就一定要对每张图片用PS等图像处理软件进行变换、调整或者色彩的调整等，使之成为正射状态。3）建筑物高度数据。在很多时候，三维场景建模过程中需要根据实际情况对建筑物的高度加以设定，在这里推荐全站仪测量法。以往大量的实践已经证明z通过这种操作方式，不仅简易且精度相对更高。接下来可以由全站仪测出平距和倾角的数据，最后根据数学运算得出建筑物的高度数据［1］。SketchUp三维建模具体而言，就是将建筑物轮廓（从规划图数据中提出来的）导入Sketc
5、hUp软件中，这样就是想要的三维建模提供基础轮廓。然后将建筑物模型体块的高度进行一定程度的拉伸，通过这种方式与建筑物本身达到同等的高度。接下来，相关工作人员利用SketchUp将纹理数据贴到建筑物的面上（使用相应的贴图功能）。最后，建筑物的三维模型以Askp格式存储起来即可。2优化三维场景通常来说,三维模型拥有比较大的数据量，对于面积相对更大的场景建模,为了使系统能最大限度地II页畅运行，模型的优化工作必不可少且至关重要。就目前而言,主要包括以下三个部分。优化地图数据数据表明，获取的CAD平面数据信息是非常丰富的，在这种情况下相关工作人员需要从中进行筛选与此同时将那些
6、与建模无关的内容删除掉，比如文字、标注等，删除完毕之后清理干净里面的CAD文件。为什么要这么做呢？这是因为如果将隐藏的CAD图块同时导入SketchUp中,不仅会减缓SketchUp的建模速度，而且会使得三维模型的数据量大大增加［2］。地物的三维建模（常见）诸如花草、路灯、树木等常见地物,在建模过程中可以直接调用ArcScene的三维模型来建立数据库。除此之外通过SketchUp软件还能够建立一个仿真度很高的路灯（或树木）的3D模型。但值得大家注意的是，采用这种方法制作的三维模型数据量相对会更大一些，需要更多的人力、物力和财力,这样一来就会自然而然地加重系统运行的负荷
7、。优化纹理数据前面已经讲到”通过纹理映射的方式”可以使建筑物的三维模型达到形象逼真的效果，同时减少整个模型的面数，并且操作起来会更加简易,没有那么多繁琐的环节。结果表明，通过这种方式还能够很大程度上提高图形输出的实时显示速度。另外，为了最大限度保证纹理的显示正常以及避免丢失浏览时纹理，最好是将纹理数据的长度和宽度设定为2的整次畐大小，t匕如8x16.8x32等；然后相关工作人员运用图像处理软件尽可能地压缩纹理数据（在合理的前提下）,以此来减小数据量。除此之外，对于像道路、草地、操场这样的面状地物，也可以贴上相应的纹理图片，这样可以很好地增强虚拟校园的
