三維房地產(chǎn)虛擬系統(tǒng)在Skyline下的實(shí)現(xiàn)

黃歡歡,張友水，吳 勇

（1. 福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350007）

本文運(yùn)用GIS、3DS Max和Skyline技術(shù)[1-3]，創(chuàng)建三維房地產(chǎn)虛擬系統(tǒng)，對(duì)社區(qū)內(nèi)的實(shí)體和周邊環(huán)境進(jìn)行建模，并根據(jù)房產(chǎn)客戶(hù)需求，設(shè)計(jì)相應(yīng)功能，讓使用者能身臨其境地感受優(yōu)美的社區(qū)風(fēng)光，分析各種環(huán)境，為買(mǎi)房決策提供可靠依據(jù)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 目標(biāo)定位

三維房地產(chǎn)虛擬系統(tǒng)的預(yù)期目標(biāo)是在空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、GIS技術(shù)和三維可視化技術(shù)的支撐下，充分利用遙感影像數(shù)據(jù)、地形圖、DEM、道路網(wǎng)數(shù)據(jù)以及建筑物模型，構(gòu)建一個(gè)集瀏覽、環(huán)境和分析為一體的三維場(chǎng)景分析系統(tǒng)，進(jìn)行房屋內(nèi)部、地段及周邊交通設(shè)施的三維實(shí)景模擬，使房地產(chǎn)商和客戶(hù)更加直觀、快速、和多角度地了解房屋各方面的信息。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)包括：福州市臚雷鎮(zhèn)1︰1萬(wàn)地形圖，臚雷鎮(zhèn)分辨率為15 m的Google Earth影像圖，某社區(qū)包括建筑物尺寸、構(gòu)造等信息的CAD圖紙，部分建筑物及其他物體近景照片，臚雷鎮(zhèn)交通圖等。

利用Geoway軟件將地形圖等高線進(jìn)行數(shù)字化，在ArcGIS中生成TIN，進(jìn)一步生成DEM及二維交通圖。利用Google Earth中的坐標(biāo)點(diǎn)，運(yùn)用PCI 進(jìn)行幾何校正。由于地形圖和遙感影像之間的時(shí)間間隔比較長(zhǎng)，在疊加后需要根據(jù)遙感影像在Skyline中進(jìn)行地形修改。

1.3 模型構(gòu)建

根據(jù)CAD平面圖確定地物的位置和結(jié)構(gòu)，采用“從整體到局部、逐步細(xì)化”的思想，進(jìn)行三維建模。三維模型的大小直接影響場(chǎng)景的調(diào)入和編輯速度，決定系統(tǒng)的運(yùn)行速度，因此不能對(duì)所有地物都采用精細(xì)建模，應(yīng)按照重要性分成精細(xì)模型、一般模型（圖1）。

圖1 三維場(chǎng)景和高精度模型創(chuàng)建流程圖

1.3.1 精細(xì)模型

精細(xì)模型主要用于房地產(chǎn)商開(kāi)發(fā)的主要樓群的外部和內(nèi)部構(gòu)造，其精細(xì)程度和仿真程度直接關(guān)系到顧客對(duì)于房屋的選擇。立體屋頂、凹凸的陽(yáng)臺(tái)、突出門(mén)廳、細(xì)致的內(nèi)部等幾何結(jié)構(gòu)不能忽略，不能用貼圖代替，而是用幾何實(shí)體來(lái)表現(xiàn)。貼圖要求清晰美觀，符合實(shí)際[2]。本系統(tǒng)使用建模軟件AutoCAD、Sketchup、3D MAX，在外部創(chuàng)建好模型，將建好的模型以.X格式導(dǎo)出，在TerraExplorer Pro模塊中為T(mén)erraBuilder生成的MPT檔添加建筑和其他景觀地物模型，見(jiàn)圖2。

圖2 精細(xì)建模成果圖

1.3.2 一般模型

一般模型主要用于主要樓群附近的其他建筑，以及道路、停車(chē)場(chǎng)、樹(shù)木、紅綠燈、交通指示牌等。由Skyline軟件創(chuàng)建模型，雖然紋理簡(jiǎn)單，但節(jié)省了數(shù)據(jù)空間，并保持了較好的觀賞性。其中，樹(shù)木、紅綠燈、交通指示牌等采用廣告牌技術(shù)，即不論場(chǎng)景怎么旋轉(zhuǎn)，對(duì)象總保持面向熒幕和觀測(cè)者[4]，見(jiàn)圖3。

圖3 一般模型建模成果圖

2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

在完成數(shù)據(jù)采集、三維場(chǎng)景構(gòu)建、三維模型加載后，即可進(jìn)行三維虛擬仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。本系統(tǒng)采用Skyline組件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，主要?jiǎng)?chuàng)建了導(dǎo)航定位、地圖基本操作、周邊場(chǎng)景觀摩和顧客看房服務(wù)等4大功能模塊，見(jiàn)圖4。

2.1 導(dǎo)航定位功能

導(dǎo)航定位模塊主要包括地圖導(dǎo)航和目標(biāo)定位2大功能。本系統(tǒng)中，地圖導(dǎo)航和景觀漫游速度穩(wěn)定、流暢。同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)加載ArcGIS處理的二維矢量數(shù)據(jù)及三維地物標(biāo)注，能實(shí)現(xiàn)對(duì)地物的空間搜索定位，查看特定的建筑、道路等空間位置信息。

2.2 地圖的基本操作

該模塊實(shí)現(xiàn)三維地圖的基本操作，包括放大、縮小，平移、鷹眼、全圖顯示以及標(biāo)注、空間量測(cè)等客戶(hù)功能。其中，測(cè)量包括水平距離量算、重直距離量算、面積量算和體積量算，客戶(hù)可以根據(jù)需要對(duì)感興趣的區(qū)域進(jìn)行量測(cè)，獲得該區(qū)域的空間感知。

2.3 周邊場(chǎng)景觀摩

該模塊主要包括周邊重要環(huán)境定位顯示、二三維聯(lián)動(dòng)、地形分析、水淹分析、場(chǎng)景旋轉(zhuǎn)等功能。導(dǎo)入Google Earth中下載的kmz進(jìn)行周邊重點(diǎn)商區(qū)、公園的定位、顯示及介紹；設(shè)定道路的二三維聯(lián)動(dòng)，直觀地顯示三維定位及二維屬性；地形分析包括坡度分析、土石方量分析、地形的平整度計(jì)算等；水淹分析是對(duì)可能被洪水淹沒(méi)的區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)；場(chǎng)景旋轉(zhuǎn)是指用戶(hù)可以通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤(pán)控制相機(jī)自由旋轉(zhuǎn)，同時(shí)能夠上下調(diào)整視線俯仰角度，對(duì)房屋周邊進(jìn)行多方位考察。

2.4 看房服務(wù)

該模塊包括建筑內(nèi)部查看、通視計(jì)算、視域分析、日照分析等功能，可以讓顧客全方位地了解房屋信息。建筑內(nèi)部查看功能，可以向用戶(hù)展示建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和環(huán)境，用戶(hù)可以第一人稱(chēng)方式在室內(nèi)漫游；也可將建筑外墻設(shè)為透明模式，直觀地獲取建筑內(nèi)部房屋構(gòu)造、設(shè)計(jì)、裝飾等信息。通視計(jì)算用于計(jì)算空間中的兩點(diǎn)是否相互可見(jiàn)，顧客可以以自己所心儀的房屋為一點(diǎn)，觀察該點(diǎn)對(duì)于周邊江景、夜景等所需景點(diǎn)的可見(jiàn)性。視域分析用于計(jì)算該點(diǎn)在一定角度范圍里對(duì)周邊環(huán)境的可視性，了解周邊房屋的遮擋性。日照分析用于分析三維場(chǎng)景內(nèi)地物在不同季節(jié)、不同時(shí)間所受的日照情況。如圖5所示。

圖5 主要功能圖

3 結(jié) 語(yǔ)

本文采用GIS、3DS Max和Skyline相結(jié)合創(chuàng)建大面積的三維區(qū)域，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)周邊環(huán)境、交通、商業(yè)區(qū)的查看需求。并基于Skyline軟件作了一些細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了高效率、高精度、精細(xì)化三維地理數(shù)據(jù)的組織和應(yīng)用，提供了一個(gè)三維交互數(shù)字地圖窗口。顧客能夠在數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)可視化條件下，進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)分析，獲取所需的特定信息。不僅可以提供房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員參考，而且能使瀏覽者感受真實(shí)的游覽效果。

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