基于ARCGIS的三维数字校园开题报告

安徽建筑大学环境与能源工程学院

毕业设计（论文）开题报告

课题名称：安徽建筑大学校园建筑物三维建模与实现

——基于Sketchup和ArcGIS

专业：地理信息系统

班级：10地信2班

姓名：宋磊

学号：10203050241

指导教师：朱传华

2014年 3 月 9 日

（2）“Push-pull”：通过沿预定的路径挤压2维界面从而创建3维物件。

（3）“Follow Me”简单高效的学习能力。

（4）可以模拟摄像机和太阳的运动

（5）与Google Earth的协同功能

2.2. ESRI ArcGIS软件

除了直观反映真实世界的三维模型，还要借助三维GIS平台处理、使用这些三维模型，并提供各类地理分析功能。

ArcGIS是一个全面的、可伸缩的GIS平台, 可以为用户提供构建一个GIS系统的解决方案。其中，ArcGIS 3D分析是ArcGIS桌面产品的三维可视化和分析扩展模块，用户可以利用这个模块有效地显示和分析表面数据，并且可以利用其内含的三维可视化和地形建模功能。

3D分析扩展模块的核心是ArcScene应用，它为多层三维数据图的显示观察以及表面数据生成和分析提供了用户界面，使用3D分析模块，用户可以从多个视点检查一个表面，查询表面，并能将栅格和矢量数据贴在一个表面上，生成现实的影像效果。

我们可以通过在ArcScene的主视图中加入各类地理图层，并使用一些基本的地图分析功能浏览和查看我们的地理数据。针对三维数据而言，我们可将影像栅格数据和矢量数据叠加到TIN或规则格网DEM表面高程数据上，以进行三维场景的查看和分析；或者根据数据分析需要，在场景中按照图层某属性值的大小以立体柱的形式突出显示其分布状况；同时，我们还能应用三维分析工具实现空间表面的创建和分析功能。

2.3、三维地图的分类

实景；实景三维地图是利用卫星或激光技术直接扫描建筑物的高度和宽度，最终形成三维地图数据文件。实景三维地图是基于实物拍摄、数据抽象采集技术实现的。虽然从照相机出现的那一刻起，就出现了实景三维地图，但是真正的发展是20世纪以来，随着飞艇、飞机和卫星等高空飞行工具的出现，获得了一个全新的视角并可以进行全方位的拍摄，实景三维地图才得到真正的发展。其直观性、信息量和精确性远非传统二维电子地图可比。

不过，这种地图获取的成本很高，基本上局限于军事或局部，普通人群基本上看不到真正的实景三维地图。直到最近几年，搜索引擎大腕Google把卫星遥感地图资源和三维电子地图技术以及互联网集合起来，推出Google Earth和Google Maps，将人们带进了一个全新的广阔空间，从而带给人栩栩如生、身临其境的体验。另外，国内一些公司也借助于Web GIS技术，利用飞艇、飞机和汽车等交通工具，从不同的角度进行拍摄，把整个地区都拍一遍，通过数据库和地图上每个具体地点联系起来，获得这个地区的实景地图。但是，这种方式还是受交通工具的限制，只有交通工具可以到达的地方才可以进行数据采集，故实景三维地图给出的信息还是有限的。例如，城市实景地图主要采用

汽车为交通工具，所以很多政府机关、科研院所、社区小院无法拍到。但是实景三维地图吸引人之处不仅仅在于地图本身，呈现方式和软件功能也同样重要。所以，作为本土实景三维地图，更适合国民口味，同样也得到快速发展。

虚拟；虚拟三维地图是通过人工拍摄获取建筑物的外形，而后将各个孤立的单视角3D模型无缝集成，经过虚拟美化处理以后，形成三维地图数据文件。虚拟三维地图是以现实地理信息为基础，基于WEB GIS和虚拟现实技术所实现。可以通过任何方式(诸如采用人工拍照方式采集)获得实际三维的地理信息，通常没有实景三维地图对拍摄要求高。将获得的地理信息进行加工拼接，通过建模的方式加以整理，最后以虚拟现实的方式呈现。虚拟三维地图软件呈现占虚拟三维地图整体的比重较大，故不同公司使用不同的呈现技术，给使用者的感受差别也非常大。例如，E都市使用的是地理信息系统(GIS)平面地图，通过人工采集方式拍照、建模和上网，经过专业训练的工作人员拍摄到楼宇3个面以上的照片，并尽可能获得楼宇的真实名称。之后，将采集回的数据、表格和照片还原到一个模型的环境，再利用开发的后台管理软件将各个孤立的单视角3D模型无缝集成在一起后，移植到虚拟三维地图，使用者就可以通过浏览器进行交互式的访问。鉴于虚拟三维地图的界面友好和数据量小，Google也开发了类似的Google Street View 来呈现虚拟三维地图，结合实景三维地图丰富三维地图信息。

特点：

1、准确实测:卫星影象图作为采集数据的一个蓝本，确保了建筑物的位置准确性，和3D美工制作铺设楼房的正确性。由于卫星图并非即时的图片，制作以实测为准。

2、高清建模:都市圈采用当今国际流行多边形建模技术，在保证还原楼房真实形状的同时也能保证制作的速度。在制作楼房的时候，根据采集照片对楼房的每一部分进行推敲，结合卫星图片制作建筑，制作好建筑后，严格按照卫星图片上建筑的位置对制作好的建筑进行摆放，减少建筑与建筑之间、建筑与地表之间的位置误差。

3、精细贴图:都市圈对每一栋建筑进行细致的贴图，建筑外墙、窗体、装饰物的材质来自采集的照片或者精选的素材库，尽量还原建筑的真实外观。

4、真实渲染:都市圈采用渲染效果非常接近于真实的光线跟踪渲染器，使都市圈的三维地图有着良好的层次感和丰富的色彩，在增强立体层次的时候不会让客户觉得很刺眼，大大提高了产品的友好度，同时根据光线跟踪渲染器的特点对模型、贴图进行优化，使渲染的速度进一步的提升同时不降低产品的效果。

5、美化环境:都市圈按照卫星图片来进行环境的布局，对照卫星图片布置绿化、草地、树木，同时在保证在真实的情况下对环境做美化处理，增强产品的可看性。

3、主要研究内容及提纲：

3.1、主要研究内容：