基于imagis的三维建模方法研究

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1、http://www.paper.edu.cn1基于IMAGIS的三维建模方法研究陈玉萍，武文波辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新（123000）E-mail：clark929@sohu.com摘要：作者首先对遥感影像进行几何纠正和数字化，然后利用三维地理信息系统软件IMAGIS3.0,对数字化地图进行预处理、三维建模、纹理粘贴，建立了辽宁工程技术大学三维景观模型，实现了基于IMAGIS的三维建模方法的研究，并就有关问题进行了讨论。关键词：IMAGIS；数字地图；三维建模；纹理粘贴1.引言近年来随着城市规划、交通、旅游、政府决策等部门对现

2、实世界真实表现需求的日益增加,三维GIS已成为国内外GIS界的研究热点。三维景观图以直观的三维地形、地物代替了抽象的地图符号，这就使得地图超出了传统的地理信息符号化、空间信息水平化和地图内容凝固化、静止化的状态，进入了动态、时空变换、多维的可交互的地图时代；同时，三维景观图的建立也使我们对地图的认识方式发生了巨大的变化，并为进行各种空间分析创造了良[1]好的条件。因此，将三维景观图作为地理信息系统中的又一个专题图层将是一种必然的趋势；如何建立三维景观模型已成为摆在我们面前的重要问题。本文选用武汉适普空间信息有限公司的三维地理信息系统软件IMAGIS

3、3.0，以建立辽宁工程技术大学三维景观模型为例，进行了三维建模方法研究，取得了良好的效果。2.数据准备与预处理本文所用数据是该实验区域0.61米分辨率的QuickBird卫星遥感影像，为了达到更高的精度，数字化前必须首先用遥感影像处理软件（本文采用的是EDASIMAGINE8.6）对该影像图进行几何纠正。为了在IMAGIS3.0中实现实验区域的三维建模，必须用AutoCAD对纠正后的遥感影像图进行数字化，使其转化为数字地图，其对比见图2-1、2-2。该数字地图应保存为AutoCAD(R14)dxf格式，然后用AutoCAD或IMAGIS系统中的图形

4、编辑器对该dxf文件进行修改。主要内容有：多余图层（一般为0图层）的删除；非整体平面图向整体平面图的转换；对无高程属性的建筑物进行高程赋值；地面高程点的提取和修改等。3.基于IMAGIS的城市三维建模方法的实现3.1构建数字高程模型DEM要使IMAGIS3.0环境下的三维建筑物与地貌稳合，再现真实的数字地形模型，首先得生成实验区域的数字高程模型。由于该实验区域地势平坦，其DEM可视为一平面；然后再在DEM上叠加遥感像片，使其显示效果更加真实。1本课题得到高等学校博士学科点科研基金（项目编号：20050147002）的资助。-1-http://www

5、.paper.edu.cn图2-1遥感影像图2-2数字化地图Fig.2-1RSimageFig.2-2digitalmap3.2创建建筑物三维模型3.2.1创建简单三维模型在IMAGIS3.0环境下，对导入的数字地图的各建筑物，选用单个对象调整，可添加高度、颜色属性，然后统一进行自动创建建筑物。如个别建筑物须调整，则先进行属性修改，再进行人工创建建筑物。建模时，需先在IMAGIS3.0中选取基元，选择时无须遵循先后顺序，系统将自动判断并生成三维模型。3.2.2创建复杂三维模型可用AutoCAD或IMAGIS系统中的图形编辑器对dxf文件进行修改。用

6、IMAGIS图形编辑器修改时，导入dxf文件，将AutoCAD中的坐标和其它多余数据删除（一般在[1]0图层），并把所有线条改为同一层，然后保存为一个文件。部分规则的建筑物模型可通过人工创建建筑物实现，例如柱子、部分规则墙面等。对于不规则的模型，可先将线条绘出、调整好高度，使用三维建模功能，选择好插值方法及插值个数。通常有两种插值方法：线性插值—可在各线条之间产生直面，插值个数只给1个；样条插值—可在各线条之间产生曲面，最少要有三根线条，插值个数至少给2个，一般用3-5个为宜，见图3-1。图3-1根据线条进行三维建模Fig.3-1modelingb

7、ylines另外，IMAGIS3.0中提供了强大的三维数据模型库，我们可以利用该库进行树木、电杆、路灯等批量模型的建立，既简单又快捷。3.3纹理采集和纹理粘贴三维景观图的基本模型建成之后，通过实地采集的地面纹理和建筑物纹理，利用-2-http://www.paper.edu.cnIMAGIS3.0的纹理映射功能对所有的物体贴纹理，使生成的三维景观更加逼真和生动。3.3.1三维建筑纹理的采集与处理在三维可视化地理信息系统中，对建筑物三维几何模型进行纹理映射是建好三维景观图的关键，它将直接关系到所建模型的视觉效果和逼真程度。因为利用影像纹理，不仅可以真

8、实、直观地表达现实世界，还可以弥补三维几何模型里所表达不出的详细信息，丰富几何图[2]形的细节和材质。1）三维建筑物侧面纹