gis系统中实现规模化建筑物的三维建模方法

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1、2011年2月地理空间信息Feb.,2011第9卷第1期GEOSPATIALINFORMATIONVol.9,No.1GIS系统中实现规模化建筑物的三维建模方法周靖斐1，章皖秋2，林紫峰2，齐超2，周汝良1(1.西南林业大学云南省森林灾害预警与控制重点实验室，云南昆明650224；2.西南林业大学资源学院，云南昆明650224)摘要：分析、总结了GIS技术与三维建模技术的特点，在此基础上提出了一种高效的基于地理信息系统开展建筑物三维建模的技术方法。即采用草图大师三维建模模块实现建筑物3D建模，并利用其与ArcGIS软件的接口，将其植入ArcGIS系统中，构建规模化的城市建筑的三维

2、数字化应用模块，实现3D浏览和应用；同时重点探讨了建立应用模块的三维模型结构化方法，3D文件的组织与管理以及三维数据高效缓存技术处理细节。关键词：3D；ArcGIS；草图大师；模型优化；数据缓存中图分类号：P208文献标志码:B文章编号:1672-4623(2011)01-0085-03城市是人们现实生活中的重要活动空间。在信息表1各种建模平台关键因素的具体比较时代，现代城市正在飞速发展,人们对城市的了解已软件名称草图大师3DSMAXMAYAXSI软件功能简单一般强大非常强大不再停留在原有的数字图表或二维平面上,更多的要求模型精细度较差较好较好很好[1]。一个直观的、现实的感受和

3、了解虚拟现实技术的不建模周期短中等中等长断发展使得“数字地球”有了新的发展方向，通过三模型大小较小一般较大庞大维技术的不断发展来真实地描述现实世界，才能更好渲染效果差好一般非常好地提供专业地理服务，促进GIS的发展。作为“数字通用性好较好一般较差操作性简单较复杂复杂非常复杂地球”的一部分，实现数字城市的三维化，提高校园软件功能强项快速大批量渲染效果三维动画电影特效地理信息的可视化程度，将更有效扩展数字城市的功精细建模物体建模人物场景建模游戏建模等[2]能，推动数字城市的建设。在此背景下，本文将探[4]理分析功能。ESRIArcGIS提供了三维模块ArcGlobe,讨大规模城市建筑

4、三维数字平台的高效的三维场景可ArcGlobe适合于全市、全省、全国甚至全球大范围内视化，三维数据文件高效存取等关键技术实现，以及的数据展示，设计用于展示大数据量的场景，基于全高效的三维数字平台应用前景。球视野，并对数据进行分级分块显示，为提高显示效1建筑物建模与GIS应用率。新版本ArcGIS已经可以直接编辑三维要素，提供三维矢量分析和三维动态跟踪等分析功能，为未来三1.1建模平台发展现状及分析维应用提供很大的扩展空间。规模化建筑物三维模型的建立要充分考虑数据量大小、模型的精细度、建模周期和模型数据通用性等2GIS系统中规模化城市建筑的技术路线[3]各种因素。2.1试验区及软件

5、平台的选择目前，国内外多种主流三维建模平台主要有：3DS本研究选取西南林业大学整个校园为试验研究区MAX、草图大师、MAYA、XSI等。本文简单对比了域，其特点在于：整个校园内建筑数量多，外形设计这几种常用三维建模软件的性能，见表1。通过软件功独特。软件平台选择草图大师（Sketchup）作为三维建能、模型精细度、建模周期、模型大小、渲染效果、通模平台;选择ArcGlobe三维显示与分析平台。用性、操作性、软件功能强项等八方面的对比表明：草2.2试验区的数据收集图大师简单易学、建模周期短，在模型数据量和细致大规模城市建筑的三维数字平台是以航空影像、数程度上能够达到一个非常好的平衡

6、。字高程模型和其他数据为基础,其数据源是多方面的,除了直观反映真实世界的三维模型，还要借助三主要包括以下几个方面:维GIS平台处理、使用这些三维模型，并提供各类地1)以校园1∶10000地形图为基础地形数据,其他收稿日期：2010-11-12项目来源：国家林业局林业公益性行业科研专项资金资助项目（200704044）。86地理空间信息第9卷第1期比例尺数据作为补充；2)以校园的IKONOS1m卫星影像资料，作为还原真实地表的影像数据；3)以1∶1000影像图、建筑物照片DEM数据的二维线矢量数据，作为个建立体三维建筑模型的基础数据；4)以数码摄像机获取的各栋建筑物不同表面的纹理以

7、及其他纹理图像，作为三维建筑模型纹理数矢量化影像上对照片进行处理建筑图及优化据；5)以草图大师设计的模型数据,逼真地表示建筑物的精细结构和材质特征。2.3三维模型建立原理与流程SketchUp从本质而言,三维建模由几何建模(Geo-Metrical-二维矢量图材质数据中建模modeling)与纹理贴图(Texture-Mapping)两部分组成。分为三维几何模型的建立、纹理贴图与模型优化三个模型导出为Multipatch[5]步骤，具体见图1。ArcGlobe中显示及使用数码相机