基于arcgis和sketchup耦合三维景观建模技术探究

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1、基于ArcGIS和SketchUp耦合三维景观建模技术探究　　摘要：指出了三维建模技术是地理信息科学的前沿领域之一，广泛适用于建筑建模、景观模拟等领域，有利于满足城市发展的需要。探讨了如何利用ArcGIS与SketchUp合作构建三维景观模型的方法，并以中国地质大学长城学院为例，构建了校园三维景观图。此基于ArcGIS与SketchUp合作式构建三维景观模型的方法，减轻了传统建模繁琐的步骤，效果更佳，在城市三维景观技术中将会具有很大的应用价值。关键词：三维景观建模；SketchUp；ArcGIS；数据模型中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：1674-9944（2013）01-025

2、8-031引言9随着计算机技术、GIS技术、遥感技术、影像处理技术的发展，三维景观建模技术也开始逐步兴起并广泛的出现在人们的视野中，拥有良好的发展前景。目前常用的三维景观建模方法有三维图形库OpenGL或虚拟现实建模语言VRML等构建三维模型，以及使用模型软件AutoCAD、3DMAX、ImaGIS建立模型，前者可根据用户的需要方便地实现各种功能，但对建模者的操作能力要求高，操作复杂；后者则操作简单，易于掌握，建模效率高，但在功能的实现和效果方面有所不足[1]。利用SketchUp软件构建虚拟城市三维景观的方法，界面简洁，易学易用，完全避免了其他设计软件的复杂性；此软件可以为表面赋予材质、

3、贴图，使用者能方便地实现从二维平面图形到三维模型的设计，更大大降低构建大规模三维景观所花费的时间和精力[2]。利用SketchUp与ArcGIS结合构建三维景观建模的方法，为目前三维景观建模提供了一条方便、快捷、有效的技术路线。本文探讨了如何利用ArcGIS与SketchUp合作构建景观模型的方法，详细阐述了数据来源以及数据处理的过程，以及在SketchUp进行景观模型的构建以及纹理贴图，并以某校园为例建立三维景观模型图。利用SketchUp与ArcGIS进行数据处理时具有非常好的兼容性，较好的实现了两种软件的交互式合作。2研究思路2.1SketchUp与ArcGIS结合建模的技术优势Sk

4、etchUp是本文在三维建模和与ArcGIS交互的主要应用软件。虽然这两种软件使用的数据格式并不相同，致使数据不能无缝连接，但通过使用了SketchUpfor9ESRI插件便可以实现数据格式的无缝连接。在SketchUp中，无需频繁地切换坐标系，在3D界面中绘制平面草图，拉伸成三维，这是贯穿始终的交互生成的环节。有智能的绘图辅助工具如平行、垂直、量角器等，可以轻松而又精确地绘制出二维图形，再利用面拉伸工具实时地控制拉伸厚度[3]。在三维表现方面，除了传统的材质、灯光外，还提供了实时的三维空间虚拟漫游，实时硬件渲染、实时拖动式阴影布置等丰富的表现手段。2.2构建三维模型的技术流程三维景观建模

5、技术就是利用二维数据和影像数据重构成三维模型，涉及到多种景观模型，例如陆地、建筑物、公用设施、绿地、河流等种类。本文制作的三维景观模型所需要的地形数据是由GoogleSketchUp导出带有坐标的影像，将其以TIF格式导出后并加载到ArcGIS中进行数据处理，同时在矢量化过程中建立数据库并添加高程数据设置坐标系，然后将二维矢量地图加载到SketchUp中进行三维模型的构建与调整，使模型吻合实际地物位置，最后进行材质贴图并将三维模型构造完毕以后发布到GoogleEarth上进行预览（图1）。3三维景观建模3.1数据来源9由于组成三维景观模型的两大要素是几何特征和纹理图像特征。所以，三维景观数

6、据也是有描述三维空间实体几何特征的数据和描述三维空间实体纹理图像特征的数据这两部分组成的。一般来说，前者主要是一些GIS矢量数据；而后主要是基于像元灰度值的图像数据或GIS栅格数据。具体而言，三维景观数据主要包括三维地形、三维建筑数据、建筑物的纹理图像数据以及地表其他客观实体数据（如：路灯，树木和草坪等）等[4]。二维平面图和建筑物高度数据对于三维模型的质量有着重要的影响。本文中需进行地形数据、材质贴图（建筑照片）的采集工作。3.1.1地形数据的获取三维地形数据，通常是以数字高程模型（DEM）数据为主。它在三维景观的构建中起着举足轻重的作用。本文建模过程中使用的核心软件GoogleSket

7、chUp与GoogleEarth都是由Google发布的软件，具有良好的兼容性与协作性，三维景观的建模是建立在具有空间坐标的底图上的，底图可以是遥感影像也可以是经过校准的矢量数据，选择由GoogleSketchUp导出带有坐标的影像的好处是矢量化后不需要进行坐标系转换，可以直接导入GoogleSketchUp进行景观模型的构建。3.1.2材质贴图的采集9建筑模型的构建需要的数据包括建筑物三维空间数据和纹理数据。空间数据包