基于ArcGIS與SketchUp的景觀(guān)規(guī)劃快速表現(xiàn)技術(shù)

孫 偉 韜

（國(guó)家林業(yè)局華東林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院 浙江金華 321001）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在景觀(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，對(duì)森林公園、濕地公園、林相改造項(xiàng)目等大中尺度地形的全景展現(xiàn)提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的手繪效果圖、計(jì)算機(jī)的二維效果圖效率低，成本高，表現(xiàn)準(zhǔn)確性不足。利用ArcGIS與SketchUp兩種主流軟件，很好地解決了地形、規(guī)劃用地、建筑物精確建模，三維效果快速展示出圖，視頻輸出等技術(shù)難點(diǎn)。

1 軟件選擇與系統(tǒng)環(huán)境搭建

1.1 工具軟件

ArcGIS是美國(guó)ESRI公司推出的GIS軟件集，主要包括了ArcMap、ArcCatalog、ArcScene等工具，是目前最為主流的GIS產(chǎn)品。ArcGIS主要功能特點(diǎn)有：

①直接讀取CAD的dwg格式文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化地形圖和規(guī)劃設(shè)計(jì)圖件的無(wú)縫銜接；

②利用數(shù)字化地形圖快速生成 DEM或TIN數(shù)據(jù)，用以準(zhǔn)確表現(xiàn)地形起伏變化；

③利用 GIS空間分析功能進(jìn)行各種空間分析并生出多樣的分析圖；

④疊加高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，對(duì)規(guī)劃區(qū)域現(xiàn)狀進(jìn)行高精度仿真；

⑤快速生出三維動(dòng)態(tài)展示視頻。

SketchUp是美國(guó) Google公司收購(gòu)@Last Software后重新推出的3D設(shè)計(jì)工具軟件。相比較傳統(tǒng)的三維建模軟件 3dsmax，SketchUp建模更加簡(jiǎn)單，同時(shí)有豐富的貼圖和插件功能，可以在極短的時(shí)間里完成建模貼圖等功能。尤其SketchUp6 ESRI插件的推出，有效的實(shí)現(xiàn)了與ArcGIS的無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了兩種軟件工具優(yōu)勢(shì)的有效結(jié)合。

1.2 系統(tǒng)環(huán)境

安裝 ArcGIS9.2以上版本的程序，SketchUp6 ESRI 插件，SketchUp6 pro。其他SketchUp插件等均可正常使用。

2 技術(shù)流程

基于ArcGIS和SketchUp的大尺度景觀(guān)快速表現(xiàn)，主要技術(shù)流程包括數(shù)據(jù)獲取，三維地形數(shù)據(jù)生成，三維建模，快速表現(xiàn)幾個(gè)步驟，具體流程如下：

2.1 二維數(shù)據(jù)獲取

二維數(shù)據(jù)主要包括規(guī)劃區(qū)域現(xiàn)狀情況基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和規(guī)劃成果數(shù)據(jù)。目前主要存儲(chǔ)形式為CAD格式的dwg文件，ESRI的shape和GDB文件，遙感數(shù)據(jù)主要使用高分辨率的航片或者quickbird衛(wèi)片。

2.2 生成地形數(shù)據(jù)

地形數(shù)據(jù)是進(jìn)行規(guī)劃區(qū)三維表現(xiàn)的核心，是大尺度景觀(guān)規(guī)劃的骨架。當(dāng)前獲取三維地形數(shù)據(jù)可以直接從測(cè)繪部門(mén)購(gòu)買(mǎi) 1:10000或者1:5000 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM），也可以根據(jù)數(shù)字化地形圖，利用ArcGIS的3D分析模塊生成DEM或者TIN數(shù)據(jù)用于三維表現(xiàn)。SketchUp6以上均可以導(dǎo)入DEM和TIN用于地形表現(xiàn)。其基本技術(shù)流程如下圖：

2.3 三維建模

在ArcMap中，加載表現(xiàn)地形的DEM或TIN數(shù)據(jù)，CAD格式的規(guī)劃成果數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)為 Geadatabase。選中需要進(jìn)行建模的要素，用SketchUp 6 GIS Plug-in工具導(dǎo)出為*. Skp文件。打開(kāi)SketchUp 6 pro，進(jìn)行常規(guī)建筑、道路、水系等規(guī)劃場(chǎng)景建模和貼圖編輯操作。編輯完成后，導(dǎo)出為 ESRI Multipatch（*.mdb）格式。

2.4 全景快速表現(xiàn)

打開(kāi) ArcScene，導(dǎo)入上一步生產(chǎn)模型文件，加載高分辨率影像數(shù)據(jù)，即完成整個(gè)流程。根據(jù)需要，可以生成各種視角的3維效果圖，在自定義路徑后，還可快速生成動(dòng)畫(huà)視頻。

3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

目前大尺度復(fù)雜地形的景觀(guān)規(guī)劃表現(xiàn)，ArcGIS與 SketchUp的組合與目前使用3dsmax和photoshop的組合相比，有以下一些技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

（1）建立三維地形效率高。使用3dsmax雖然也能利用等高線(xiàn)生成地形變化，但是其地形模塊自動(dòng)化程度極低，需要手動(dòng)編輯每條等高線(xiàn)，效率很差，只適合進(jìn)行微地形表現(xiàn)。利用ArcGIS可以自動(dòng)提取高程點(diǎn)，自動(dòng)生成三維地形數(shù)據(jù)。在對(duì)中尺度地形快速建模表現(xiàn)上，ArcGIS可以成倍的提高工作效率。

（2）SketchUp場(chǎng)景建模速度快、編輯簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)量小、對(duì)計(jì)算機(jī)要求低，非常適合規(guī)劃人員進(jìn)行方案推敲和與業(yè)主單位的溝通。

（3）現(xiàn)狀信息的表達(dá)完整精確。3dsmax雖然能便捷的使用貼圖，但是無(wú)法將高分辨率遙感數(shù)據(jù)與地形數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確配準(zhǔn)，因此在表達(dá)大中尺度規(guī)劃時(shí)，只能使用photoshop進(jìn)行后期貼圖處理，以意象表達(dá)為主，真實(shí)性大打折扣。利用ArcGIS則可以將地形數(shù)據(jù)與遙感影像進(jìn)行準(zhǔn)確配準(zhǔn)，具有很好的仿真效果。

（4）視頻輸出簡(jiǎn)單。3dsmax具有強(qiáng)大的動(dòng)畫(huà)制作表現(xiàn)功能，但是對(duì)于景觀(guān)規(guī)劃人員而言制作過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，且單幀渲染輸出速度慢，需要專(zhuān)門(mén)的服務(wù)器渲染陣列才能完成，成本極高。ArcGIS提供的動(dòng)畫(huà)制作工具則操作簡(jiǎn)潔，并提供了基礎(chǔ)視頻編輯功能，完全可以滿(mǎn)足3維場(chǎng)景展示功能。

（5）ArcGIS具有豐富的地形、視域、光照分析功能，可以在三維模式下快速生成多種分析圖件。

4 結(jié) 論

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境的發(fā)展，ArcGIS與SketchUp日趨成熟完善。綜合運(yùn)用兩者在不同尺度下的建模的優(yōu)勢(shì)，以及豐富的分析功能，為規(guī)劃設(shè)計(jì)及相關(guān)行業(yè)管理人員提供了一個(gè)理想的快速表現(xiàn)解決方案。

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