三维数字校园建模

三维数字校园建模
作者：崔鹏艳程朋
来源：《科技创新与应用》2019年第01期
摘要：利用学校基础的空间地理数据，结合SketchUp软件的三维建模功能和GIS技术的三维空间分析功能，开发了一种针对校园三维模型构建的方法。

三维数字校园模型实现了学校的空间信息资源的输入、显示、查询、定位、场景漫游、量算和分析、定位感兴趣点等功能。

关键词： SketchUp；ArcGIS；三维数字校园
中图分类号：P208 文献标志码：A 文章编号：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
信息化的普及给人们的生活带来了巨大的变化，网络数字技术涉及到生活的方方面面[1]。

三维模型的建立方便了企事业单位的管理和运营，也带来了直观的、真实的对实物的感知和认识[2]。

ArcScene和ArcGlobe是ArcGIS中进行三维建模和展示的两款软件，其中ArcScene适用于小范围区域的模型建设，ArcGlobe适合大区域数据建模使用[3-4]。

“信息化校园计划”项目中提出了“三维校园”的概念[5]，通过对校园进行三维数字建模，方面了对学校进行全方位的定位、认识和管理[6]。

本文结合SketchUp软件的三维建模功能和GIS技术的三维空间分析功能，开发了一种针对校园三维模型构建的方法，通过利用学校已有的基础空间地理数据，借助开发的三维建模方法，实现校园信息的数字化管理与分析功能。

1 系统设计思路
三维数字校园的设计思路主要从模型的构建和三维空间分析两个方面研究，详细内容见图1。

首先根据已有的校园平面图形数据以及各种建筑物的高度数据，通过利用ArcMap软件对欲建模的二维数据进行优化处理，然后利用SketchUp ESRI工具将所需要建模的要素导入到
SketchUp中，直接生成初级的校园三维模型，并在SketchUp中进行三维精细建模与渲染，得到该区域的三维模型。

SketchUp软件提供了ESRI SketchUp插件，能与ArcGIS软件进行关联，利用ESRI插件作为中转站，将建好的三维模型在ArcScene中进行高级操作，并存储为.sxd格式，相当于将整个场景作为图层显示。

Google Sketch Up和ArcGIS的关联实现了三维模型数据的双向互动，利用SketchUp建模软件和ArcEngine平台的可视化控件，可以开发出一个独立的三维数字校园系统，实现视觉效果逼真的三维数字校园模型。

2 系统开发方法
校园三维模型构建是利用SketchUp软件的三维建模功能构建校园三维模型，利用ArcGIS 的空间分析功能实现三维模型的空间数据管理与分析。

图2展示了三维数字校园模型开发的方法步骤，其主要包括前期准备、数据采集、数据处理和系统实现四个阶段。

3 系统功能实现
校园三维数字建模是依据校园内的地形、教学楼、足球场、篮球场、宿舍、食堂、道路等实物的实际尺寸大小，利用SketchUp软件进行三维模型构建，结合GIS技术的三维空间分析功能建立三维漫游系统，实现漫游浏览和飞行浏览功能，从而实现校园三维模型系统的详细功能，使用户能够身临其境的对三维数字校园系统进行人机交互式操作。

三维数字校园系统提供了一个直观的、便捷的校园三维场景显示平台，能够实现对校园实物的多维度、多角度的显示和管理。

用户利用开发的三维数字校园系统，可以进行全方位、多角度的动态浏览与空间信息查询。

三维数字校园系统具有空间信息和属性信息的输入、显示、查询、定位、距离/面积量算、空间分析、场景漫游、定位感兴趣点等功能，方便了对校园的管理和查询。

4 结束语
（1）通过利用学校基础的空间地理数据，结合
SketchUp软件的三维建模功能和GIS技术的三维空间分析功能，开发了一种针对校园三维模型构建的方法。

（2）三维数字校园模型实现了学校的空间信息资源的输入、显示、查询、定位、场景漫游、量算和分析、定位感兴趣点等功能。

参考文献：
[1]王阳生.基于数字地形的三维道路快速建模与应用[J].北京测绘，2014（6）：36-39.
[2]王震，林佳.基于影像方位信息的三维建模关键技术研究与应用[J].北京测绘，2018（3）：331-334.
[3]吴文静.SketchUp与ArcGIS在三维数字校园中的应用研究[D].
哈尔滨：东北林业大学，2012.
[4]郭雨龙，蔡先华.基于SketchUp三维校园构建方法研究[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]郭雨龙，蔡先华.基于Google Skechup的三维虚拟校园的建立[A].第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C].2011.。