基于webgis 三维数字校园设计与实现

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1、基于WebGIS三维数字校园设计与实现　　摘要：三维数字校园是一种集数字化、信息化、可视化等多种技术为一体的校园管理系统，与传统二维数字校园相比，三维数字校园能更真实地反映客观世界。该文利用WebGIS和CityEngine等技术设计、开发出基于B/S结构的三维校园地理信息服务平台，为高校的资源规划和信息管理提供可靠依据，使各种管理更加及时，有效，直观和智能。　　关键词：三维校园；Sketchup；CityEngine；WebGIS　　中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）13-0238-03

2、　　我国高校信息化发轫于20世纪80年代，进入21世纪，高校数字校园建设得到快速发展，以管理信息化为核心的高校数字校园建设遇到了多方面的挑战。随着云计算、物联网、移动互联、大数据、以及知识管理与社交网络等新型信息技术的广泛应用，高校信息化已进入一个新的阶段。[1-2]　　WebGIS是GIS技术与Web技术集成的产物，它继承了GIS的部分功能，侧重于地理信息与空间处理的共享，是一个基于Web计算平台实现地理信息处理与地理信息分布的网络化软件系统。目前，一些学者探索了三维校园WebGIS系统，如龚建华等[3]实现了香港中文大学崇基

3、学院的三维模拟，曾涛等[4]利用高分辨率影像建立成都理工大学三维虚拟校园，张会霞[5]等利用三维激光扫描仪进行校园建筑的建模初探，张先等[6]基于Skyline6进行了三维数字校园设计与实现。然而，基于CityEngine构建的网络虚拟校园鲜有报道。本文利用WebGIS和CityEngine等技术，基于C#语言以及Geodatabases数据库设计、开发基于B/S结构的三维校园地理信息服务平台，直观展现交互式三维校园场景，利于校园信息管理与校园规划建设，提高教学科研管理水平和效率，有利于实现信息和资源共享。　　1系统需求分析　　

4、目前高校的管理模式大多按照职能部门划分管理方式，如：校园建筑信息由校园后勤处管理，学生信息由学生处管理，教学信息由教务处管理，各种校园信息相互独立。目前的管理方式不便实现学生信息与校园地图实体的关联及动态查询更新。通过建设校园地理信息服务平台，学生通过该平台可以查询到校园的一些基础信息，包括校园历史变迁、社团活动、讲座信息以及生活服务信息等；教室管理者可以在该平台实时发布一些讲座信息，方便教学；通过三维地图的制作可使校园空间信息真实感更强。　　2系统整体方案设计　　2.1系统架构设计　　本平台采用的是B/S架构模式，分为数据管理

5、层，数据服务层，应用分析层，具有较高的运行效率，较强的灵活性和扩展性，如下图1所示。　　2.2系统基本功能设计　　WebGIS平台将对整个校园资源进行统一的整合，为各类应用管理系统提供接口。此外，WebGIS系统本身需具备以下功能：1）地图浏览：地图放大、缩小以及地图漫游等功能。2）地图量算：面积量测、距离量测以及角度量测等功能。3）信息查询功能：公交查询、周边信息查询等功能。6　　2.3系统模块设计　　系统主要分为五个模块，基本功能模块，生活服务模块、历史沿革模块、活动管理模块以及三维导航模块等。其具体结构如下图2所示。　　3

6、数据库设计　　3.1空间数据库构建　　三维校园的数据源为GoogleEarth提供的高分辨率影像数据和AutoCAD数据。对获取的影像进行几何校正等处理，基于ArcGIS软件进行矢量化，建立点、线和面图层，数据格式为Geodatabase的要素类，同时输入各要素的属性数据，构建基础空间数据库。采用相机拍摄各地物，收集各地物的纹理素材，从而进行三维模型纹理的映射。　　3.2属性数据库设计　　属性数据主要为校园信息数据，包括校园基础信息，社团信息，讲座信息以及学生学籍管理数据等。　　3.3三维建模过程　　本文三维模型的建立基于Cit

7、yEngine软件以及SketchUp。利用CityEngine实现真三维景观的重建，它支持ArcGIS产生的地图数据，可将二维地图数据导入其中创建概要模型，并可利用SketchUp软件产生的模型辅助建模。CityEngine主要采用规则建模。其主要流程如下图3所示：　　4系统原型开发　　4.1开发平台6　　本系统采用B/S结构，Web端运用了富客户端开发技术SilverLight；三维所需的二维基础数据由ArcGIS矢量化所得，三维地图服务使用CityEngine提供的WebViewer部署在Windows环境的IIS服务器上

8、。系统的数据库存储管理采用Geodatabase，业务逻辑的设计采用C#语言。　　4.2系统功能　　4.2.1地图浏览功能　　本系统实现与Google在线地图同步实时更新，用户通过输入兴趣点名称，使系统与ArcGISServer服务器的地图服务进行逻辑交互，将查