基于ARCGIS的三维虚拟校园建设的研究与探讨

ARCGIS的三维虚拟校园建设

山东农业大学学报(自然科学版),2009,40(2):283-286　　　　　　　　　　　　　　　　　　　JournalofShandongAgriculturalUniversity(NaturalScience)　基于ARCGIS的三维虚拟校园建设的研究与探讨

王　艳,聂宜民113,刘爱华,岳小春12

(1.山东农业大学资源与环境学院,山东泰安　271018;2山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安　271018)

摘要:虚拟校园的建设是实现学校管理数字化、智能化的基础。场景建模和系统功能开发是虚拟校园构建的两个核心部分。针对山东农业大学虚拟校园的建设,回顾总结了建设虚拟校园常用的可视化方法和系统开发手段,得出适合本系统构建的最佳方式———3DMAX,ArcGIS9.2及VB6.0相结合。该系统采用基于GIS的开发方法,除具有常规的漫游,查询功能外,主要突出了系统的空间属性,加强了其空间分析功能。

关键词:虚拟校园;三维可视化;ArcGIS;空间分析

中图分类号:TP315　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-2324(2009)02-0283-04

RESEARCHANDDISCUSSIONOF3DVIRTUALCAMPUSBASENARCGIS

11312WANGYan,NIEYi-min,LIUAi-hua,Y(1.CollegeofResourceandEnvironment,ShandongAgricultural2CollegeofHydraulicCivilEngineering,ShandongnChina)

Abstract:ManagementofcampusinfrastructureisvirtualcampusandGIStechnology.Scenemodelingandfunctiondeveltheconstruction.AimedattheconstructionofvirtualcampusofShandongmmarizedandreviewedofpersemethodsof3dvisu2alizationanddevel.Onthebasisoftheabove,anoptimummethod,combining3DMAX,ArcGIS90,isputforwardtobuildthevirtualcampus.Finally,thevirtualcampusbasedonGISputsgreateonspatialattributesofsystem,andintensifiesitsspatialanalystfunctions.Keywords:Virtualcampus;3Dvisualization;arcGIS;spatialanalyst

1　研究思路

采用CAD格式的底图,导入建模软件3DMax中进行三维建模;之后,建好的模型,无论复杂还是简单的;都可以存放在ArcGIS的模型库中。基本的场景模型,模型之间的空间关系都可以在ArcGIS中定

[2]义。利用ArcMap的编辑功能及ArcCatalog的数据管理功能,将区域的二维模型建好;通过ArcScene的三维编辑、漫游以及空间功能进行三维景观的模拟和分析。

2　三维景观建模概述

可视化是数字校园的技术特征之一,是实现虚拟校园空间的基础工作,因而场景建模是虚拟校园建设的重要内容。现阶段建模方法主要有两种,基于编程技术和基于可视化制图软件进行的建模。

2.1　依靠编程三维建模技术的比较

基于编程语言的建模通常采用Vrml,Java3D,Cult3D,Shockwave3D等方式,其优缺点各异,适用范围也不同。

Vrml是目前Internet上基于的WWW三维互动网站制作的主流语言,且支持大部分的多媒体文件格式,如Flash,Realplayer,Avi,Mp3等。但是,用Vrml建立复杂模型是相对繁难的,直观性较差而且需要插

收稿日期:2008-7-19

基金项目:山东农业大学07-08年度大学生研究训练(SRT)计划项目“基于3DGIS的三维虚拟校园建设的探讨”

(0703020)

作者简介:王　艳(1985-),女,本科生,研究方向为地理信息系统。3通讯作者:Authorforcorrespondence.E-mail:ymnie@http://doc.guandang.net

ARCGIS的三维虚拟校园建设

284 山东农业大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第40卷件支持,缺乏空间分析性。而JAVA3D对编程的要求较高,另外文件执行效率较低,且互动性欠佳。Cult3D不宜用于开发虚拟校园,因为此类技术多作为产品展示的最佳方案,却不适合表现较大而复杂的场景;另外Cult3D对其他媒体的支持也不是太好。Shockwave3D也可以应用于虚拟校园的开发,但它的入门难度更高,多用于熟悉Director的编程人员进行开发,该技术主要用于网络三维游戏的制作

。

2.2　基于可视化软件建模方法的比较

目前常用的可视化软件有3DMax,MultigenCreator,VRmap等,根据不同软件所做作品的比较,可以发现:在精细程度方面3DMax是最好的,可以做出非常逼真的三维模型,能精确确定模型的位置和尺寸。从工作量角度,MultiGenCreator善于对大场景地理环境可视化再现及浏览,操作较简单;而3DMax建模大多涉及手工操作,工作繁杂,所以对于大型区域,此类建模会占用大量的时间和人力。此外,在数据大小上,Creator占有绝对的优势。对Creator文件来说,一般的建筑物,大小只有50k左右,复杂的大型建筑物也不会超过1m,比较适合大型的仿真开发与应用;而对于3DMax,一般的模型都要超过100k,复杂一点要多达1～2m,所以此类建模比较适合中小区域的可视化。本文的虚拟校园建模就是基于3DMax实现的。

2.3　激光扫描技术三维建模

该技术可通过在空中以较大的倾斜角度用激光扫描城市,快速获得城市建筑和地形的三维点云数据;通过特定的软件,快速建立城市地面模型,快速根据特征点快速构建三维建筑物,如果同时获得影像,还可以解决纹理获取问题,大大提高了构建三维建筑物的速度和精细度,但目前存在精细度不够、侧面纹理难以全面获取以及应用领域窄、成本高的缺点[3]。

3校园立体场景的制作过程

虚拟场景的真实性是它成功与否的重要评价标准。校园涵盖的地物少,区域小,因而采用3DMax进行建模,不仅能满足精细的要求,而且工作量相对适中。场景可视化过程如下:

采集,编辑校园dwg格式的平面底图,然后隔离出单个建筑物底图,导入3DMax中建立模型;用数码

ARCGIS的三维虚拟校园建设

第2期　　　　　　　　　　　王　艳等:基于ARCGIS的三维虚拟校园建设的研究与探讨 285 相机获得地物的纹理数据,之后对其贴图处理并进行灯光设计。最后把建好的模型以3ds格式放入Arc2GIS模型库,并把初始的二维符号用三维模型表示,见图3,图

4:

图3　3DMax中建模

Fig.3Modelingin3DMaxFig.4图4　ArcGIS材质模型库MaterialmodellibraryofArcGisstylemanager

4　虚拟校园的功能开发

4.1　开发方式

功能开发可采用的方式有:使用MultiGen和Vega工具;通过Vrml与Java;或者运用基于主

[6][7]流开发环境(如.NET,VB)结合ArcGIS的方法;另外,还有采用SuperMap以及基于Mapobjects

的方式开发桌面型虚拟校园系统。,而缺乏空间属性功能,所以本系统主要采用基于ArcGIS9.2与VB6ArcGIS突出空间功能优势,并利用VB6满足定制的功能要求。

4.2　系统功能概述

目前,基于ArcGIS9.2与VB6.:

4.2.1　,缩小,移动,旋转等常规操作,全面地反映校园地理信息的现状,、分布及其相互关系,以及校园整体的三维全景演示。另外,可以实,。

4.2.2　数据管理及输出　由于系统的空间信息和属性信息都实现了数据库管理,可以生成用户所需的各

[8]种数字化产品,同时可按各种条件生成和输出各种图表和报表。

4.2.3　属性查询　快速准确地进行建筑物、管网信息的检索查询和定位,进行各种统计分析和空间分析,为管理和设计规划提供准确而详细的数据,这种检索查询是双向的,既可以根据图形查属性,又可以根据属性显示相应的图形,见图

5:[4][5]

Fig.5图5ArcMap(左)和ArcScene(右)二次开发查询界面Re-developmentinterfaceofqueryresultinArcMap(left)andArcScene(right)

4.2.4　空间分析　GIS特有的空间分析功能使它区别于其他管理信息系统,因而基于ArcGIS的虚拟校园不仅具 …… 此处隐藏：3919字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……