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

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