基于天地圖與gis平臺(tái)的三維建模--以龍巖學(xué)院生活區(qū)為例

1、<p><b>　　龍巖學(xué)院</b></p><p>　　資源工程學(xué)院畢業(yè)論文</p><p>　　題 目：基于天地圖與GIS平臺(tái)的三維建模--以龍巖學(xué)院生活區(qū)為例</p><p><b>　　資源工程學(xué)院</b></p><p>　　基于天地圖與GIS平臺(tái)的三維建模</p>

2、<p>　　以龍巖學(xué)院生活區(qū)為例</p><p>　　【摘要】近年來，校園信息服務(wù)隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的快速進(jìn)步而得到了廣泛運(yùn)用，特別是“數(shù)字校園”、“虛擬校園”、“智慧校園”的相繼出現(xiàn)，使人們不僅僅局限于傳統(tǒng)的二維平面，轉(zhuǎn)而追求信息更豐富，情景更真實(shí)的三維場(chǎng)景。本文以龍巖學(xué)院生活區(qū)為研究對(duì)象，通過天地圖與GIS方法來進(jìn)行校園生活區(qū)三維建模。首先通過生活區(qū)數(shù)據(jù)的收集和整理，得到相關(guān)數(shù)據(jù)：柵格數(shù)據(jù)、地

3、形圖、紋理圖片。后將處理好的矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入3ds max軟件中，用3ds max對(duì)校園生活區(qū)的各種實(shí)體進(jìn)行模型構(gòu)建，最后將構(gòu)建好的模型導(dǎo)入Arc Scene中，實(shí)現(xiàn)三維立體場(chǎng)景的瀏覽。文中重點(diǎn)介紹了創(chuàng)建三維模型的方法與步驟，生活區(qū)建筑物的建模、周圍環(huán)境及道路建模等。通過所創(chuàng)建三維場(chǎng)景，可以讓人們體驗(yàn)到身臨其境的感覺，同時(shí)也對(duì)學(xué)校未來的發(fā)展具有重要意義。</p><p>　　【關(guān)鍵字】天地圖；ArcGIS；3ds m

4、ax；三維建模</p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 研究目的與意義1</p><p>　　1.3 研究?jī)?nèi)容1</p><p>　　2天地圖產(chǎn)品介紹1</p><p><b>　

5、　2.1 簡(jiǎn)介1</b></p><p><b>　　2.2 功能1</b></p><p><b>　　2.3 特點(diǎn)1</b></p><p><b>　　2.4 作用2</b></p><p>　　3 ArcGIS 10.2介紹2</p>

6、<p>　　3.1 ArcGIS 10.2軟件介紹2</p><p>　　3.2 ArcGIS 10.2軟件組成部分2</p><p>　　4 三維建模軟件3ds max3</p><p>　　4.1 3ds max簡(jiǎn)介3</p><p>　　4.2 3ds max建模方法3</p><p>　　

7、5 三維校園模型設(shè)計(jì)4</p><p>　　5.1 三維校園生活區(qū)設(shè)計(jì)目的4</p><p>　　5.2三維校園生活區(qū)制作流程4</p><p>　　5.3 三維建模實(shí)現(xiàn)過程4</p><p>　　5.3.1 資料收集與整理4</p><p>　　5.3.2 數(shù)據(jù)矢量化5</p><p&

8、gt;　　5.3.3 三維模型的構(gòu)建5</p><p>　　6 結(jié)論與展望10</p><p>　　6.1論文的研究成果與不足之處10</p><p>　　6.2論文工作的展望10</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　致謝語(yǔ)13<

9、;/b></p><p><b>　　1引言</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　隨著人類探索世界，認(rèn)識(shí)世界，已經(jīng)從以往的二維空間信息轉(zhuǎn)向更形象、逼真的三維空間信息的探索與研究?！皵?shù)字校園”是繼“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”后提出的概念，它是一種集數(shù)字化、信息化、可視化等多種

10、技術(shù)為一體的計(jì)算機(jī)管理應(yīng)用系統(tǒng)[1]。</p><p>　　近年來，全國(guó)眾多高等院校用不同方式和方法來構(gòu)建“三維校園”、“數(shù)字校園”。目前，校園場(chǎng)景的三維建模方式主要有3種：基于幾何模擬建模、基于圖像建模、以及基于幾何建模和基于圖像建模的混合建模技術(shù)[2]。</p><p>　　1.2 研究目的與意義</p><p>　　三維校園可視化可以為學(xué)校文化起到對(duì)外宣傳的作

11、用，也可以為在校生提供良好的信息交流平臺(tái)。此外，校園三維可視化為“數(shù)字虛擬校園”、“智慧校園”奠定了一定的基礎(chǔ)。總而言之，三維校園可以惟妙惟肖地展示校園內(nèi)的各類建筑物和其它相關(guān)設(shè)施，對(duì)學(xué)校未來的發(fā)展也具有重要的意義。</p><p><b>　　1.3 研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　本文以龍巖學(xué)院生活區(qū)為研究對(duì)象，通過天地圖和GIS方法來進(jìn)行校園生活區(qū)三維建模

12、。首先通過生活區(qū)數(shù)據(jù)的收集和整理，得到相關(guān)數(shù)據(jù)：柵格數(shù)據(jù)、地形圖、紋理圖片。后將處理好的矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入3ds max軟件中，用3ds max對(duì)校園生活區(qū)的各種模型進(jìn)行構(gòu)建，最后將構(gòu)建好的模型導(dǎo)入Arc Scene中，實(shí)現(xiàn)三維立體場(chǎng)景的瀏覽。本文重點(diǎn)介紹了創(chuàng)建三維模型的方法與步驟，生活區(qū)建筑物的建模、周圍環(huán)境及道路建模等。</p><p><b>　　2天地圖產(chǎn)品介紹</b></p>

13、<p><b>　　2.1 簡(jiǎn)介</b></p><p>　　“天地圖”是基于互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的?；凇伴T戶網(wǎng)站”、“服務(wù)接口”向相關(guān)部門提供全天時(shí)、不間斷“一站式”的地理空間信息服務(wù)。</p><p><b>　　2.2 功能</b></p><p>　　“天地圖”網(wǎng)站的地理空間信息數(shù)據(jù)覆蓋全球

14、，在數(shù)據(jù)庫(kù)中，主要以矢量平面、遙感影像、三維場(chǎng)景3種模式?；诖?，可以全方位、多角度、可部分街景、能縮放瀏覽想要瀏覽地方?！疤斓貓D”相對(duì)于谷歌地圖，對(duì)我國(guó)數(shù)據(jù)描述的很詳盡，大到一線城市，小到鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊，各項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容包含著詳細(xì)程度不同的地物，例如居民地、道路、路燈等。此外，還體現(xiàn)了不同分辨率的地表影像和三維地形等。由于“天地圖”網(wǎng)站提供海量地理信息數(shù)據(jù)，可以在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過“天地圖”門戶，直觀瀏覽二維平面信息，部分城市的三維場(chǎng)景，也可

15、以進(jìn)行距離和面積量測(cè)、定位搜索。甚至，通過“天地圖”，可以訪問“國(guó)家測(cè)繪成果目錄服務(wù)系統(tǒng)”，了解國(guó)家和全國(guó)各個(gè)地方的測(cè)繪成果情況及專題地理信息等內(nèi)容。</p><p><b>　　2.3 特點(diǎn)</b></p><p>　　“天地圖”采用“門戶網(wǎng)站”、“服務(wù)接口”的基礎(chǔ)上來提供服務(wù)，這是與普通地圖網(wǎng)站的根本區(qū)別?，F(xiàn)代化旅游業(yè)、建筑業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等商業(yè)領(lǐng)域可以經(jīng)過授權(quán)后

16、，自主自由地調(diào)用以其相關(guān)地理信息資源，還可以對(duì)調(diào)用的地理信息進(jìn)行專題信息加載。同時(shí)還可以開發(fā)增值服務(wù)功能來增加自己的產(chǎn)值，有利于相關(guān)企業(yè)降低自己的成本。</p><p><b>　　2.4 作用</b></p><p>　　“天地圖”近幾年的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者開始基于天地圖的應(yīng)用進(jìn)行研究和探討。例如基于“天地圖”提供的二次開發(fā)結(jié)合GIS的新組合來創(chuàng)建“數(shù)字城市”、

17、“智慧城市”、“數(shù)字校園”、“智慧校園”等一系列的虛擬三維場(chǎng)景。而對(duì)于企業(yè)或者部門，通過“天地圖”門戶網(wǎng)站授權(quán)，可以制作已知相關(guān)的專題地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)來服務(wù)大眾。目前，“天地圖”服務(wù)首先在“全國(guó)災(zāi)情GIS”中得到了應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)災(zāi)情信息與“天地圖”服務(wù)的結(jié)合與集成。此外在旅游業(yè)，為旅游提供地理信息“一站式”專題服務(wù)。</p><p>　　“天地圖”近年來迅速發(fā)展，已經(jīng)標(biāo)志著中國(guó)地理信息公共信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè)取得重大進(jìn)展；

18、同時(shí)，使我國(guó)以往傳統(tǒng)的地理信息服務(wù)方式得到了改變[3]。這樣不僅有助于促進(jìn)我國(guó)地理空間信息資源的共享，而且可以避免不必要地理信息數(shù)據(jù)的重復(fù)采集。</p><p>　　3 ArcGIS 10.2介紹</p><p>　　3.1 ArcGIS 10.2軟件介紹</p><p>　　ArcGIS 系列軟件是 ESRI（Environmental Systems Resea

19、rch Institute，翻譯為美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所）公司在全面整合了 GIS 系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、軟件工程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其它各種計(jì)算機(jī)主流技術(shù)之后,成功地為我們推出了能夠代表 GIS 最高技術(shù)水平的一整套系列 GIS 產(chǎn)品[4]。</p><p>　　Arc GIS 10.2是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所2013新推出的，可以多層次、全方位服務(wù)于不同人群的GIS新平臺(tái)；同時(shí)，企業(yè)、相關(guān)各個(gè)部門、專業(yè)人員都可

20、以使用并且提供一些新的特性。</p><p>　　3.2 ArcGIS 10.2軟件組成部分</p><p>　　ArcGIS 10.2軟件組成部分：桌面GIS、服務(wù)器GIS、開發(fā)GIS、移動(dòng)GIS。本文重點(diǎn)論述桌面GIS。</p><p>　　ArcGIS 10.2 for Desktop-----為地理信息專業(yè)人員提供了信息制作和使用的工具，可以實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)

21、雜的GIS操作。</p><p>　　ArcGIS 10.2 for Desktop是對(duì)地理信息進(jìn)行編輯、創(chuàng)建以及分析的GIS軟件，提供了一系列的工具用于數(shù)據(jù)采集和管理、空間建模和分析、高級(jí)制圖、以及可視化[5]。</p><p>　　ArcGIS 10.2 for Desktop是一系列軟件套裝，主要包括：</p><p>　　-----ArcMap 10.2：是

22、一個(gè)主要的應(yīng)用程序，具有基于地圖的所有功能，包括地圖制作、數(shù)據(jù)編輯和處理。它也是ArcGIS10.2 for Desktop中一個(gè)復(fù)雜的制作地圖的應(yīng)用程序。</p><p>　　-----ArcCatalog 10.2：用來組織和管理所有的地理空間信息。包括以下主要工具：瀏覽和查找地理信息；記錄、查看和管理元數(shù)據(jù)等。</p><p>　　-----ArcScene 10.2：是一個(gè)三維可視

23、化的平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)瀏覽者和三維場(chǎng)景的交互。</p><p>　　-----ArcGlobe 10.2：可以展示海量數(shù)據(jù)，對(duì)三維場(chǎng)景進(jìn)行分析等操作。</p><p>　　-----ArcToolbox和ModelBuilder：前者是空間處理工具集合。工具主要包括：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理、矢量分析、Coverage的處理、統(tǒng)計(jì)分析、地理編碼。后者是一個(gè)建立空間處理流程和腳本的可視化建模環(huán)境。

24、</p><p>　　4 三維建模軟件3ds max</p><p>　　4.1 3ds max簡(jiǎn)介</p><p>　　3ds Max是由美國(guó)Autodesk公司研制開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的一款三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作的應(yīng)用軟件，它具有價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大（如創(chuàng)建模型、貼圖的使用以及動(dòng)畫的制作等功能）等特點(diǎn)，使得該軟件倍受世界各地藝術(shù)家和動(dòng)畫大師的青睞，目前在電腦游

25、戲設(shè)計(jì)、影視制作、建筑設(shè)計(jì)、多媒體演示、工程模型設(shè)計(jì)、輔助教學(xué)、三維動(dòng)畫及校園可視化等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用[6]。</p><p>　　3ds max不僅可以保存自身的（*.MAX）的文件格式，還可以將模型導(dǎo)出或者保存為其它像文件格式，例如（*.3ds）、（*.flt)等。它有兩大優(yōu)勢(shì)：一方面可以把自身制作的文件輸出到別的三維軟件中進(jìn)行這染或修改,另一方面可以把輸出為特定格式的其它三維軟件的文件導(dǎo)入到 3ds

26、 max軟件中進(jìn)行修改編輯[7]。</p><p>　　4.2 3ds max建模方法</p><p><b>　　（1）內(nèi)置模型建模</b></p><p>　　利用3ds max自身所提供的擴(kuò)展基本體和標(biāo)準(zhǔn)幾何體來創(chuàng)建模型，這是3ds max中最簡(jiǎn)單、最基礎(chǔ)的建模方法。</p><p>　?。?）復(fù)合對(duì)象三維建模技術(shù)

27、建模</p><p>　　復(fù)合物體是將多個(gè)內(nèi)置模型組合，從而產(chǎn)生變換萬千的模型，稱組合形體。其最主要的工具為布爾運(yùn)算工具和放樣工具。</p><p><b>　　多邊形建模</b></p><p>　　多邊形建模方法歷史悠久，其優(yōu)點(diǎn)是直覺感強(qiáng)，比較適合制作規(guī)則物體?？删庉嫸噙呅谓?duì)象主要包括頂點(diǎn)、邊、邊界、多邊形和元素，建模時(shí)，可以分別對(duì)頂點(diǎn)

28、、邊、邊界、多邊形和元素進(jìn)行調(diào)整，而對(duì)象都有很多可以使用的編輯器修改命令，基于此，可以為復(fù)雜物體建模提供很大的發(fā)揮空間。</p><p><b>　　面片建模</b></p><p>　　面片建模是基于表面建模的方法，面片對(duì)象是一種次對(duì)象模式。例如對(duì)人物、動(dòng)物和衣服的建模。</p><p>　?。?）NURBS建模</p><

29、;p>　　NURBS是指非統(tǒng)一均分有理性B樣條，它可以無縫結(jié)合，所生成的模型表面光滑，適合用來高級(jí)建模。在3ds Max中，無論是NURBS曲線還是NURBS曲面，都分為兩種，即NURBS點(diǎn)和NURBS CV。</p><p>　　5 三維校園模型設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 三維校園生活區(qū)設(shè)計(jì)目的</p><p>　　隨著學(xué)生對(duì)各高校生活區(qū)的關(guān)注。本論文

30、的另外目的是為了制作和展現(xiàn)龍巖學(xué)院生活區(qū)的三維場(chǎng)景，使社會(huì)、家長(zhǎng)、學(xué)生了解龍巖學(xué)院生活區(qū)的建設(shè)和發(fā)展情況，對(duì)龍巖學(xué)院生活區(qū)有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　5.2三維校園生活區(qū)制作流程</p><p>　　龍巖學(xué)院生活區(qū)三維建模流程如圖5.1所示。</p><p><b>　　↓ </b></p><p>　　圖5

31、.1三維校園制作流程</p><p>　　5.3 三維建模實(shí)現(xiàn)過程</p><p>　　三維場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)的過程主要包括資料收集與整理、數(shù)據(jù)矢量化、底圖格式轉(zhuǎn)化、構(gòu)建三維模型、材質(zhì)與貼圖、導(dǎo)入三維模型。</p><p>　　5.3.1 資料收集與整理</p><p>　　資料包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　(1)校園

32、生活區(qū)天地圖：可從天地圖門戶網(wǎng)站獲得。</p><p>　　(2)地形圖：可從學(xué)校的規(guī)劃相關(guān)部門取得。</p><p>　　(3)建筑和特殊建筑的外形、紋理：可由數(shù)碼相機(jī)拍攝獲得，并利用相關(guān)圖像處理軟件進(jìn)行處理。</p><p>　　5.3.2數(shù)據(jù)矢量化 </p><p>　　通過天地圖，利用截圖下載龍巖學(xué)院生活區(qū)柵格圖（LYXY.jpg）格

33、式，將柵格圖轉(zhuǎn)化矢量圖。步驟如下：</p><p>　　(1)導(dǎo)入地圖：首先在ArcMap中導(dǎo)入柵格圖作為底圖，準(zhǔn)備矢量化。</p><p>　　(2)影像配準(zhǔn)：利用影像配準(zhǔn)工具條上的增加控制點(diǎn)工具；采集食堂四個(gè)角和宿舍角，根據(jù)提供1：500地形圖相應(yīng)食堂和宿舍坐標(biāo)；完成后更新顯示，變成真實(shí)的坐標(biāo)后； 最后單擊“地理配準(zhǔn)”菜單下的“糾正”命令，生成一個(gè)新的地圖；再將配準(zhǔn)后的影像圖另外保存。

34、</p><p>　　(3)建立要素圖層：根據(jù)三維校園所分布的條件，從底圖中提取地理空間信息，并在Arc Catalog相關(guān)目錄下建立點(diǎn)、線、面shape file文件類型的圖層。點(diǎn)層主要有建筑物、樹、指示牌、路燈、等；線層主要有欄桿、道路、廣告牌、圍墻等；面層主要有建筑物、文化廣場(chǎng)、草地等。</p><p>　　(4)矢量化（編輯）：在底圖的基礎(chǔ)上，在點(diǎn)、線、面的shape file圖層

35、中，對(duì)學(xué)院各要素分別進(jìn)行矢量化。</p><p>　　(5）導(dǎo)出：把(4)的圖層文件導(dǎo)為CAD的(*DWG2004)文件格式，并存儲(chǔ)。如5.2所示。</p><p>　　圖 5.2 矢量化圖形</p><p>　　5.3.3 三維模型的構(gòu)建</p><p>　　生活區(qū)三維模型的構(gòu)建可以分為：建筑物模型、植被模型、道路模型、其它地物模型四類。每

36、類又可以分為簡(jiǎn)單與復(fù)雜模型。</p><p><b>　?。?）建筑物建模</b></p><p>　　將上述矢量化的建筑物底圖(SS.DWG) 導(dǎo)入3ds max，如圖5.3所示。在3ds max中通常有五種建模方法：分別為內(nèi)置模型建模、復(fù)合對(duì)象建模、面片建模、多邊形建模和NURBS建模。本文建筑物主要使用多邊形建模。過程如下：</p><p&g

37、t;　?、龠x擇對(duì)象,轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形。</p><p>　?、谶x擇面片，選中要編輯的面片區(qū)域。</p><p>　?、圻x擇修改器命令的“面擠出”命令。</p><p>　?、芨鶕?jù)建筑物的高度，擠出相應(yīng)的高度。（建筑的高度采用測(cè)距儀或者估算的方法）結(jié)果如圖5.4所示。</p><p>　　圖5.3 建筑底圖（二組三棟）</p>

38、<p>　　圖5.4 建筑物模型（二組三棟）</p><p><b>　?。?）道路建模</b></p><p>　　道路建模，主要有兩種方法：</p><p>　　方法一：將上述矢量化的道路底圖(DL.DWG) 導(dǎo)入3ds max。道路建模與建筑物建模類似，即在二維平面圖的基礎(chǔ)上利用“面擠出”修改命令生成三維模型。具體操作如下：&l

39、t;/p><p>　?、賹⑸鲜鍪噶炕牡缆返讏D(DL.DWG) 導(dǎo)入3ds max。</p><p>　?、谶M(jìn)入“修改命令器”列表，對(duì)道路不光滑的的地方進(jìn)行調(diào)整，點(diǎn)不夠，添加必要的點(diǎn)，使其更圓滑。</p><p>　?、劾谩懊鏀D出”命令將道路擠出一定厚度（一般為20cm）。</p><p>　　④賦予材質(zhì)。如圖5.5所示。</p>

40、<p>　　圖5.5 生活區(qū)道路</p><p>　　方法二：利用 ArcGIS 系統(tǒng)所提供的“拉伸功能”,根據(jù)道路的厚度、拉出一定的高度。具體做法：</p><p>　　在ArcScene中，打開道路面shape file文件圖層，再打開3D編輯器，利用“拉伸功能”,根據(jù)道路的厚度（一般為20cm）、拉出一定的高度。</p><p><b>

41、;　?。?）植被建模</b></p><p>　　植被建模：植被分為兩種形式。一種是面狀植被，例如草坪；另一種是點(diǎn)狀模型的花草樹木，例如相對(duì)獨(dú)立的大樹、花等。對(duì)于面狀植被建模，可以直接用3ds max貼紋理的方法，來達(dá)到一個(gè)逼真的三維效果，如操場(chǎng)的草坪、面狀的草坪。點(diǎn)狀的花草樹木，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)和組成相對(duì)其它對(duì)象比較復(fù)雜，若按其形體建模比較麻煩。主要有兩種建模方法：</p><p>

42、;　　方法一：利用ArcGIS進(jìn)行建模。ArcGIS 軟件為我們提供了豐富多彩的3 D符號(hào)庫(kù)，在庫(kù)里包括了各種各樣的樹木、房屋、路燈等之類地物的簡(jiǎn)單三維符號(hào)。利用這些三維符號(hào)不僅可以很大程度降低了數(shù)據(jù)的沉余，也減少了三維模型的復(fù)雜度，并且增強(qiáng)了場(chǎng)景的渲染力與表現(xiàn)力。</p><p>　　方法二：利用3ds max進(jìn)行建模，這樣建模相對(duì)ArcGIS會(huì)比較復(fù)雜且相對(duì)浪費(fèi)時(shí)間和精力，但建模精細(xì)度較高。步驟如下：<

43、/p><p>　?、僭谝晥D中創(chuàng)建一個(gè)平面。</p><p>　?、谠趍entalray渲染器中采用建筑材質(zhì)在特殊用途貼圖展卷欄下的凸凹選項(xiàng)下,粘貼樹的彩色位圖,再在裁切選項(xiàng)下粘貼與彩色位圖相應(yīng)的的灰度位圖[8]。</p><p>　?、墼趧?chuàng)建的平面上賦予材質(zhì)。</p><p>　?、茕秩?，得到較為真實(shí)的樹。如圖5.6所示。</p>

44、<p><b>　　圖5.6 樹</b></p><p><b>　　（4）其他建模</b></p><p>　　校園其它地區(qū)還有其它一些另外輔助場(chǎng)景：例如假山、雕塑、室外椅子等。從其結(jié)構(gòu)和其它地物相比，相對(duì)簡(jiǎn)單，且數(shù)量少。用3ds max中的復(fù)合對(duì)象建模、NURBS建模。以椅子為例，具體操作為：</p><p>

45、;　?、倮?ds max提供的基本形體，例如：長(zhǎng)方體、圓柱等。</p><p>　　②進(jìn)入修改器列表：選擇“倒角”，“圓角”等一系列進(jìn)行修整。</p><p>　?、劢M合形體：將對(duì)象組合在一起，形成組合對(duì)象。</p><p>　?、苜x予材質(zhì)。如圖5.7所示。</p><p><b>　　圖5.7 椅子</b><

46、;/p><p><b>　?。?）材質(zhì)和貼圖</b></p><p>　　上述建立模型完成后，就是給模型賦予材質(zhì)和貼圖。在3ds max，主要有三種方法對(duì)模型進(jìn)行賦予材質(zhì)和貼圖，而通過賦予模型材質(zhì)和貼圖，可以使模型呈現(xiàn)出逼真、真實(shí)的質(zhì)感，給人一種身臨其境之感。三種方法中，最簡(jiǎn)單的是賦予模型基本材質(zhì)，利用漫反射光、環(huán)境光、高光對(duì)模型進(jìn)行基本渲染。本文主要利用位圖進(jìn)行模型貼圖

47、。</p><p><b>　　具體操作過程如下：</b></p><p>　?、偌y理獲?。菏褂脭?shù)碼相機(jī)對(duì)實(shí)地建筑物的紋理進(jìn)行拍攝。在拍攝過程中，由于建筑物很容易被遮擋物擋住，只能拍攝建筑物局部相片。所以，我們首先根據(jù)建筑物外觀結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、規(guī)律性，提取一個(gè)單元；再利用Photoshop軟件功能拉伸、扭曲、調(diào)整為近似正攝影像、合成得到貼圖；最后保存為（*.jpg）格式

48、。如宿舍南側(cè)（圖5.8所示）、北側(cè)(圖5.9、5.10所示）、樓梯口北側(cè)（圖5.11、5.12所示）</p><p>　　圖5.8 宿舍南側(cè) 圖5.9 宿舍北側(cè)</p><p>　　圖5.10 宿舍北側(cè) 圖5.11 宿舍樓梯北側(cè) 圖5.12 宿舍樓梯北側(cè)</p><p>　?、谫N圖：在

49、3ds max中,調(diào)用處理好的圖片進(jìn)行貼圖。由于，圖的大小和建筑物不能一一對(duì)應(yīng)，所以我們需要修改命令器“UVW貼圖”命令進(jìn)行貼圖。效果如圖5.13所示。</p><p>　　圖5.13 宿舍樓（二組一棟）</p><p>　?。?）3D模型的渲染輸出</p><p>　　貼圖完成后，為了在視圖體現(xiàn)真實(shí)材質(zhì)，需要在渲染產(chǎn)品命令器進(jìn)行渲染，最后輸出模型。同時(shí)，為了將模型

50、導(dǎo)入Arc Scene，3ds Max軟件模型需要保存為（*.3DS）格式。此外，模型輸出時(shí)，必須攜帶貼圖使用的紋理，并且保存在同一路徑下，否則在ArcScene中無法顯示材料和質(zhì)地。</p><p>　?。?）將模型導(dǎo)入ArcScene</p><p>　　把3ds max建好的模型以（*.3ds）格式導(dǎo)入ArcScene的“style”中，建立自己的符號(hào)庫(kù)，并把三維模型在ArcScen

51、e表示。步驟如下：</p><p>　　①打開符號(hào)管理器，ArcScene→Customize→style mangers。</p><p>　?、邳c(diǎn)擊對(duì)話框右側(cè)的樣式，選擇新的選項(xiàng)，創(chuàng)建自己的樣式符號(hào)庫(kù)，并保存在一定的路徑下。</p><p>　　③選中對(duì)話框“Marker Symbols”文件夾，在右邊空白處選擇“new”，在彈出對(duì)話框“properties”欄

52、中選擇“3D Marker Symbol”項(xiàng)，將彈出對(duì)話框，此時(shí)將創(chuàng)建好的（*.3DS）模型一一導(dǎo)入，完成自己的符號(hào)庫(kù)。</p><p>　　④添加之前建好的點(diǎn)、線、面的shape file文件。 </p><p>　?、輰?dǎo)入構(gòu)建好的模型。將點(diǎn)狀模型、線狀模型一一導(dǎo)入，后根據(jù)需要進(jìn)行大小、位置的調(diào)整。最后根據(jù)“圖片填充符號(hào)”的導(dǎo)入和處理，來完成草坪、道路等的制作。至此，龍巖學(xué)院生活區(qū)三維

53、場(chǎng)景建成。結(jié)果如圖5.14所示。</p><p>　　圖5.14 生活區(qū)三維場(chǎng)景（二組團(tuán)）</p><p>　?。?）三維可視化與作用</p><p>　　ArcGIS平臺(tái)能夠提供對(duì)三維數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率的可視化和空間分析功能，從而更好是實(shí)現(xiàn)地理空間信息的可視化和分析處理[9]。通過生活區(qū)三維場(chǎng)景在Arc GIS的體現(xiàn)，可以制作動(dòng)畫。通過動(dòng)畫，可以使人身臨其境地瀏覽生活

54、區(qū)場(chǎng)景，也可以通過多方向視角、三維場(chǎng)景屬性、相關(guān)地理位置變化來觀察對(duì)象。同時(shí)，可以把動(dòng)畫制作成視頻，為學(xué)校對(duì)外宣傳做出貢獻(xiàn)。</p><p><b>　　6 結(jié)論與展望</b></p><p>　　6.1論文的研究成果與不足之處</p><p>　　本文以龍巖學(xué)院生活區(qū)為研究對(duì)象，主要講述了基于天地圖和GIS，使用 3ds max 軟件對(duì)校園內(nèi)

55、的建筑物、道路、樹木等校園內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)場(chǎng)景進(jìn)行三維建模研究。</p><p>　　現(xiàn)在進(jìn)行總結(jié)。研究成果：研究并進(jìn)一步熟悉了如何使用天地圖和Arc GIS并借助3ds max 軟件進(jìn)行建模的技巧及使用方法，對(duì)校園內(nèi)的各種基礎(chǔ)設(shè)施分別建立了大致的模型，實(shí)現(xiàn)了三維場(chǎng)景瀏覽。但由于時(shí)間的限制，自我的經(jīng)驗(yàn)，能力和努力，三維模型的建立過程中還存在許多不足，有待于進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。不足之處主要有以下幾個(gè)方面：</

56、p><p>　　由于對(duì)三維立體空間細(xì)節(jié)構(gòu)建比較弱，所以在校園建筑，校園設(shè)施進(jìn)行三維建模的過程中，不能進(jìn)行精細(xì)建模。</p><p>　　由于紋理圖片是通過數(shù)碼相機(jī)對(duì)實(shí)地建筑物進(jìn)行拍攝的，后用軟件進(jìn)行處理，往往不能真正表現(xiàn)出建筑物的真實(shí)形態(tài)，例如建筑物前面的遮擋物、光照、陰影等因素，都會(huì)不同程度影響紋理貼圖的逼真程度和最終效果。而在用軟件處理紋理貼圖照片的過程中，也顯然不能達(dá)到盡善盡美的程度。所

57、以基于上述因素，都會(huì)在不同程度上影響三維模型的整體視覺效果。</p><p>　　由于對(duì)Arc GIS空間分析功能和操作的欠缺，加上時(shí)間的限制，導(dǎo)致對(duì)生活區(qū)還不能真正的可視化。</p><p>　　6.2論文工作的展望</p><p>　　本論文所設(shè)計(jì)三維模型，需要進(jìn)一步完善三維模型的制作，并加大范圍對(duì)全校進(jìn)行三維模型。與此同時(shí)，對(duì)于模型內(nèi)部的細(xì)致構(gòu)建和貼圖紋理的真

58、實(shí)表現(xiàn)，有待進(jìn)一步改進(jìn)，以便達(dá)到更具有真實(shí)，逼真的視覺效果。</p><p>　　此外，在當(dāng)今的社會(huì)，互聯(lián)網(wǎng)早已深深地融入到人類社會(huì)生活的各個(gè)環(huán)節(jié)，它正在改變和促進(jìn)著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展。所以，如果我們把互聯(lián)網(wǎng)與GIS結(jié)合起來，來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的地理信息系統(tǒng)空間集成平臺(tái)（Web GIS），可以讓GIS滿足更多用戶的要求，從而為更多的用戶提供服務(wù)[10]。所以，下一步，我們可以研究基于GIS的三維虛擬校園，并實(shí)現(xiàn)多種功能

59、或者基于Web GIS的三維虛擬校園系統(tǒng)的建設(shè)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李保杰,于法展,李戰(zhàn)成,等.基于OpenGL虛擬校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)：工程技術(shù)版,2006,19(1)：86-90.</p><p>　　[2]徐嵐.三維虛擬場(chǎng)景建模技術(shù)[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)

60、報(bào),2012,37(1):5 -10.</p><p>　　[3]寧津生,王正濤.2011-2012測(cè)繪學(xué)科發(fā)展研究綜合報(bào)告（下）[J].測(cè)繪科學(xué):2012，37(4)：5-12.</p><p>　　[4]欒青,馬雅麗.地理信息系統(tǒng)（GIS）在氣象中的應(yīng)用前景及實(shí)例分析[J].山西氣象,2007，(3):33-36.</p><p>　　[5]王赫楠.關(guān)于地理信息

61、系統(tǒng)在煉化企業(yè)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的探討[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息,2012,(21):80-80.</p><p>　　[6]吳建華.基于 ArcGIS Engine 的 GIS 軟件開發(fā)方法[J].測(cè)繪通報(bào)，2010:54－57.</p><p>　　[7盧國(guó)梁.基于 3DSMAX 和 ArcGIS Engine 技術(shù)建立三維校園[D].長(zhǎng)安大學(xué),2010:45－49.</p>&l

62、t;p>　　[8]武衛(wèi)玲,馮莉莉.基于3dsMax的虛擬校園三維模型的創(chuàng)建[J].林業(yè)科技情報(bào),2009,41(1)：10-11.</p><p>　　[9]孫軒,吳華意.ArcGIS的三維分析模塊的分析與探討[J].地理空間信息,2008,6(2)：65 -68.</p><p>　　[10]董文方.三維Web GIS的實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究［D]．西安: 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院, 2

63、006: 1-2.</p><p><b>　　致謝語(yǔ)</b></p><p>　　皇皇四載，今站在時(shí)光的此岸，回看彼岸的光陰。有大家的陪伴，我走過了大學(xué)精彩，我的盛放。有歡笑，有成功，當(dāng)然也有悲傷，失敗。本文的最后我對(duì)大家，大學(xué)表示感謝。</p><p>　　我首先要感謝我的導(dǎo)師，林金堂老師。在完成本文的過程中，從收集材料、初選定題目，寫開題

64、報(bào)告，初稿的修改，終稿的落定，林老師始終悉心、認(rèn)真的指導(dǎo)；提出了許多建議，指出我的不足之處，為我指明方向；對(duì)文章存在的問題都細(xì)心指出，并提出修改方案，讓我受益匪淺。且也讓我也在寫作過程中提高了自己查閱資料、分析解決實(shí)際問題的能力。 </p><p>　　其次我要感謝龍巖學(xué)院和資源工程學(xué)院的各位老師們，感謝各位老師的傳道授業(yè)，老師們的諄諄教誨，我將永記銘心。</p><p>　　最后，我要感

65、謝陪伴我四年的2011級(jí)所有同學(xué)和輔導(dǎo)員及我的家人，是你們給了我家的溫暖和努力的動(dòng)力。</p><p>　　Three dimensional modeling based on the world map and GIS platform -- Taking the life of Longyan University as an example</p><p>　　Resource E

66、ngineering College Surveying and Mapping Engineering</p><p>　　2011092522 LinQihan Instructs teacher: Lin Jintang</p><p>　　【Abstract】In recent years, campus geographic information system techn

67、ology has been widely used with the rapid advances in information services, especially the "digital campus", "virtual campus", "smart campus" have appeared, so that people are not only limit

68、ed to the traditional two dimensional plane and instead pursue more informative, more realistic three-dimensional scene .In this paper, taking the living areas of Longyan university for study, through the world map and G