三維數字校園建模

崔鵬艷 程朋

摘 要：利用學校基礎的空間地理數據，結合SketchUp軟件的三維建模功能和GIS技術的三維空間分析功能，開發了一種針對校園三維模型構建的方法。三維數字校園模型實現了學校的空間信息資源的輸入、顯示、查詢、定位、場景漫游、量算和分析、定位感興趣點等功能。

關鍵詞： SketchUp；ArcGIS；三維數字校園

中圖分類號：P208 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）01-0079-02

Abstract： Using the spatial geographical data of the school， combining the 3D modeling function of the SketchUp software with the 3D spatial analysis function of the GIS technology， a method of constructing the 3D model of the campus is developed. Three-dimensional digital campus model realizes the input， display， query， location， scene roaming， measurement and analysis， location of interested points and other functions of the school spatial information resources.

Keywords： SketchUp； ArcGIS； three-dimensional digital campus

前言

信息化的普及給人們的生活帶來了巨大的變化，網絡數字技術涉及到生活的方方面面[1]。三維模型的建立方便了企事業單位的管理和運營，也帶來了直觀的、真實的對實物的感知和認識[2]。ArcScene和ArcGlobe是ArcGIS中進行三維建模和展示的兩款軟件，其中ArcScene適用于小范圍區域的模型建設，ArcGlobe適合大區域數據建模使用[3-4]。“信息化校園計劃”項目中提出了“三維校園”的概念[5]，通過對校園進行三維數字建模，方面了對學校進行全方位的定位、認識和管理[6]。

本文結合SketchUp軟件的三維建模功能和GIS技術的三維空間分析功能，開發了一種針對校園三維模型構建的方法，通過利用學校已有的基礎空間地理數據，借助開發的三維建模方法，實現校園信息的數字化管理與分析功能。

1 系統設計思路

三維數字校園的設計思路主要從模型的構建和三維空間分析兩個方面研究，詳細內容見圖1。首先根據已有的校園平面圖形數據以及各種建筑物的高度數據，通過利用ArcMap軟件對欲建模的二維數據進行優化處理，然后利用SketchUp ESRI工具將所需要建模的要素導入到SketchUp中，直接生成初級的校園三維模型，并在SketchUp中進行三維精細建模與渲染，得到該區域的三維模型。SketchUp軟件提供了ESRI SketchUp插件，能與ArcGIS軟件進行關聯，利用ESRI插件作為中轉站，將建好的三維模型在ArcScene中進行高級操作，并存儲為.sxd格式，相當于將整個場景作為圖層顯示。Google Sketch Up和ArcGIS的關聯實現了三維模型數據的雙向互動，利用SketchUp建模軟件和ArcEngine平臺的可視化控件，可以開發出一個獨立的三維數字校園系統，實現視覺效果逼真的三維數字校園模型。

2 系統開發方法

校園三維模型構建是利用SketchUp軟件的三維建模功能構建校園三維模型，利用ArcGIS的空間分析功能實現三維模型的空間數據管理與分析。圖2展示了三維數字校園模型開發的方法步驟，其主要包括前期準備、數據采集、數據處理和系統實現四個階段。

3 系統功能實現

校園三維數字建模是依據校園內的地形、教學樓、足球場、籃球場、宿舍、食堂、道路等實物的實際尺寸大小，利用SketchUp軟件進行三維模型構建，結合GIS技術的三維空間分析功能建立三維漫游系統，實現漫游瀏覽和飛行瀏覽功能，從而實現校園三維模型系統的詳細功能，使用戶能夠身臨其境的對三維數字校園系統進行人機交互式操作。

三維數字校園系統提供了一個直觀的、便捷的校園三維場景顯示平臺，能夠實現對校園實物的多維度、多角度的顯示和管理。用戶利用開發的三維數字校園系統，可以進行全方位、多角度的動態瀏覽與空間信息查詢。三維數字校園系統具有空間信息和屬性信息的輸入、顯示、查詢、定位、距離/面積量算、空間分析、場景漫游、定位感興趣點等功能，方便了對校園的管理和查詢。

4 結束語

（1）通過利用學校基礎的空間地理數據，結合

SketchUp軟件的三維建模功能和GIS技術的三維空間分析功能，開發了一種針對校園三維模型構建的方法。

（2）三維數字校園模型實現了學校的空間信息資源的輸入、顯示、查詢、定位、場景漫游、量算和分析、定位感興趣點等功能。

參考文獻：

[1]王陽生.基于數字地形的三維道路快速建模與應用[J].北京測繪，2014（6）：36-39.

[2]王震，林佳.基于影像方位信息的三維建模關鍵技術研究與應用[J].北京測繪，2018（3）：331-334.

[3]吳文靜.SketchUp與ArcGIS在三維數字校園中的應用研究[D].

哈爾濱：東北林業大學，2012.

[4]郭雨龍，蔡先華.基于SketchUp三維校園構建方法研究[J].科技信息，2012，29（7）：172-173.

[5]SDEES D.The Virtual University：Organizing to Survive in the 21th Centry[J].The Journal of Academic Libraraninship，2001，1 （27）：3-14.

[6]郭雨龍，蔡先華.基于Google Skechup的三維虛擬校園的建立[A].第十三屆華東六省一市測繪學會學術交流會論文集[C].2011.