三維可視化平臺下建模分析以及數(shù)據(jù)的交換

吳哲 崔海山

使用了三維GIS技術(shù)對區(qū)域建筑進(jìn)行虛擬，首先采用ArcGIS to SketchUP6Plugin插件將具有空間參考坐標(biāo)的廣州大學(xué)建筑樓的地理數(shù)據(jù)導(dǎo)入SketchUP，在其中建立帶有貼圖的精細(xì)的廣州大學(xué)建筑三維模型，最后將三維模型導(dǎo)回Arcscene中進(jìn)行三維顯示及分析。

關(guān)鍵詞三維可視化；建模；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；SketchUP；ArcGIS

中圖分類號S127文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）06-01744-03

AbstractUsing the 3D GIS technology to virtualize regional building， this paper imported geographic data of buildings of Guangzhou University with spatial reference coordinates into SketchUp with the aid of ArcGIS to SketchUP6Plugin tool. In the sketchUP， it built a detailed 3D model with patches for buildings of Guangzhou University.

Key words 3D visualization； Modeling； Data exchange； Sketchup； ArcGIS

三維可視化技術(shù)是目前地理科學(xué)問題發(fā)展的熱點(diǎn)之一，它是依靠視覺效果將數(shù)據(jù)所要表達(dá)的信息直觀顯示出來的一種最好的方法之一。而二維GIS技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其應(yīng)用也已深入到各個領(lǐng)域，因此人們提出在GIS領(lǐng)域中引入三維可視化技術(shù)來對客觀實(shí)體進(jìn)行如實(shí)逼真反映。與此同時，空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型的研究發(fā)展也使得通過三維可視化技術(shù)將空間信息實(shí)時表達(dá)出來成為可能，而三維地理信息系統(tǒng)就成為GIS技術(shù)研究和發(fā)展的一個必然趨勢。在“智慧地球”和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日趨重要的今天，對作為這兩者的關(guān)鍵技術(shù)的三維可視化技術(shù)在GIS中的應(yīng)用進(jìn)行研究，就極具現(xiàn)實(shí)意義和研究價值[1]。

目前，國內(nèi)外已完成對許多城市的三維可視化處理，而我國對許多大城市，例如北京、上海、廣州已經(jīng)完成了大多數(shù)的三維可視化處理。不同的項(xiàng)目出于不同的需求，對城市三維可視化處理的方向都有所不同。筆者試圖運(yùn)用GIS三維可視化技術(shù)，為廣州大學(xué)宿舍樓進(jìn)行三維模擬，使人們能夠在一個虛擬的三維環(huán)境中，用動態(tài)和交互式方式對建筑景觀進(jìn)行全方位的審視，為規(guī)劃設(shè)計者完善方案和專家們對建筑方案的評定提供一種科學(xué)輔助手段。

1ArcGIS和GoogleSketchUp間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

ArcGIS10.1是ESRI公司發(fā)布的最新GIS軟件平臺，它在可視化、空間分析功能方面都有很大程度的提高。而Google公司設(shè)計的建模軟件SketchUP是一個快速建立三維模型的設(shè)計軟件。ArcGIS結(jié)合SketchUP建模是目前三維虛擬現(xiàn)實(shí)比較常用的解決方案。

首先利用ArcGIS軟件對影像圖加入空間坐標(biāo)投影，然后對圖進(jìn)行數(shù)字化，再將圖形導(dǎo)入SketchUP進(jìn)行精細(xì)建模，最后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Arcscene進(jìn)行研究分析。GoogleSketchUP是Google公司于2006年3月收購@LastSoftware公司之后推出的一款三維建模軟件。該軟件一經(jīng)推出，就以界面友好、操作簡單、建模準(zhǔn)確的絕對優(yōu)勢獲得了平面制圖和三維建模業(yè)界的青睞。為了快速增強(qiáng)三維建模功能， ArcGIS提供了ArcGIS to SketchUP6Plugin插件，使ArcGIS數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出為.skp文件，也使得skp文件可以存儲為Multipatch格式。Skp格式是GooglesketchUp專用的文件格式，MultiPatch是ArcGIS的三維模型格式，可以在ArcGIS中顯示和分析[2]。ArcGIS和GoogleSkctchUp間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程如圖1所示。首先使用ArcGIS從空間數(shù)據(jù)庫中加載衛(wèi)星影像，并賦予坐標(biāo)投影。將賦予坐標(biāo)投影的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)使用SketchUPArcGISPlugin插件將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為.skp格式，再將該數(shù)據(jù)運(yùn)用到SketchUP中進(jìn)行精確三維建模。由于數(shù)據(jù)保留了ArcGIS中的坐標(biāo)投影，因此再由SketchUP導(dǎo)出的multipatch格式三維模型數(shù)據(jù)就可以在ArcGIS中進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和空間分析。也就是說，SketchUPArcGISPlugin插件使得ArcGIS能夠創(chuàng)建基于空間參考的MultiPatch格式的三維模型3不足之處

筆者對平臺間的數(shù)據(jù)交換應(yīng)用研究得還不夠深入廣泛，只是簡單地將ArcGIS與GoogleSketchUP結(jié)合應(yīng)用在校園建筑、道路及綠化的表達(dá)上，并未對它們的應(yīng)用做更加深入的研究，比如說校園三維管線、通信電纜等的分析。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年

4結(jié)語

對校園區(qū)域進(jìn)行數(shù)字化是數(shù)字城市建設(shè)的一部分，而建設(shè)三維虛擬校園能對建設(shè)數(shù)字城市虛擬系統(tǒng)起到試驗(yàn)作用。筆者以廣州大學(xué)梅園宿舍樓為例，采用GoogleSketchUP對校園景觀進(jìn)行三維建模及優(yōu)化。在后續(xù)的工作中，場景模型的屬性數(shù)據(jù)庫建設(shè)還需要進(jìn)一步完善，基于虛擬場景進(jìn)行信息展示、資源管理和環(huán)境規(guī)劃等應(yīng)用服務(wù)功能還有待進(jìn)一步研究，以實(shí)現(xiàn)三維虛擬數(shù)字校園建設(shè)的實(shí)用化[4]。

參考文獻(xiàn)

[1]

顧杰，王建弟，周斌，等.三維GIS技術(shù)在景觀規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用——以杭州“西湖西進(jìn)”后景觀區(qū)域?yàn)槔齕J].地域研究與開發(fā)，2003（5）：10-13.

[2] 王?；?GIS三維可視化平臺的數(shù)據(jù)交換與分析[D].上海：華東師范大學(xué)，2009.

[3] 王之順.基于Skyline和SketchUp的三維可視化技術(shù)研究[D].福州：福建師范大學(xué)，2009.

[4] 賀軍亮，張兵，孫中偉，等.基于三維GIS 的虛擬場景制作與發(fā)布[J].測繪科學(xué)，2013（4）：172-174.

施膠量高于12%或整株荻草刨花板的密度高于0.75 g/cm3，施膠量高于14%，其板材的力學(xué)性能（MOE、MOR、IB）才能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）荻草刨花板吸水厚度膨脹率過高的主要原因是由于壓縮后刨花回彈引起的，通過提高熱壓溫度、板坯含水率并加入適量的防水劑可提高荻草刨花的塑性，降低其回彈應(yīng)力，從而降低荻草刨花板的吸水厚度膨脹率，使TS達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求[11-13]。

（3）試驗(yàn)證明脲醛樹脂膠生產(chǎn)荻草刨花板是可行的，其產(chǎn)品價格低于以異氰酸酯為膠粘劑生產(chǎn)的秸稈刨花板，并且生產(chǎn)方法簡單、實(shí)用，產(chǎn)品市場廣闊[14]。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉亮.中國植物志（荻屬）[M].北京：科學(xué)出版社，1997：19-26.

[2] 劉亮，朱明，朱太平.芒荻類植物資源的開發(fā)與利用[J].自然資源學(xué)報，2001，16（6）：562-563.

[3] 劉亮.芒荻類植物的開發(fā)與利用[J].植物雜志，2001（3）：12-13.

[4] 宋善軍，蔣紅花，宋連珍，等.南荻同源四倍體與二倍體制漿造紙性能比較[J].湖南造紙，1999（3）：13-15.

[5] 易自立，周樸華，儲成才，等.南荻遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的建立及轉(zhuǎn)基因植株的獲得[J].高技術(shù)通訊，2001（4）：20-24.

[6] 彭映輝，簡永興，李仁東.鄱陽湖平原湖泊水生植物群落的多樣性[J].中南林學(xué)院學(xué)報，2003，23（4）：22-27.

[7] 李欣，劉云國，吳立勛，等.洞庭湖的景觀動態(tài)分析[J].長江流域資源與環(huán)境，2002，11（6）：543-548.

[8] 吳磊平.木材告急，拯救我們的森林[J].綠色視野，2006（1）：13-15.

[9] 賈騫，劉國珍.中國木材類產(chǎn)品的供需狀況及對策[J].國際造紙，2002，21（6）：10-12.

[10] 唐秀萍.木材利用進(jìn)入節(jié)約時代[J].中國林業(yè)，2006（2）：4-7.

[11] 顧繼友，高振華，王逢瑚，等.刨花板厚度方向變形研究Ⅰ：尺寸穩(wěn)定性之化學(xué)熱力學(xué)初步研究[J].林業(yè)科學(xué)，2002，38（2）：152-156.

[12] 顧繼友，高振華，王逢瑚，等.刨花板厚度方向變形研究Ⅱ：刨花板厚度方向變形模型的建立及釋因[J].林業(yè)科學(xué)，2002，38（3）：160-166.

[13] 顧繼友，高振華，王逢瑚，等.刨花板厚度方向變形研究Ⅲ：刨花板厚度方向變形模型及其規(guī)律的確定[J].林業(yè)科學(xué)，2002，38（4）：134-140.

[14] 周定國，張洋.我國農(nóng)作物秸稈材料產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展[J].木材工業(yè)，2007，21（1）：5-8.