基于3D GIS的校园浏览系统研究

大多数校园地图都基于2D，这是现实世界中各种地理现象的2D平面投影. 它具有很大的局限性，并且无法充分表达和利用大量的多维信息. 三维浏览系统比二维地图更具表达性和认知性，并具有更逼真的效果. 将三维景观可视化技术与地理信息系统相结合，使用强大的GIS空间分析功能对虚拟景观上的空间和属性数据进行空间分析和管理. 该系统利用ZTMAPGIS强大的组件库对三维功能进行二次开发，实现了盐城师范学院新校区地形和部分地面建筑物的三维动态显示和漫游功能.

1系统分析

1.1需求分析

数字校园是校园中数字地球的微观表示的具体体现. 目前，三维虚拟校园设计主要有以下几种方法: 在CAD平台上构建三维模型，3DSMAX，基于虚拟现实软件和高级语言编程的三维模型以及三维开发使用ZTMAPGIS的三维功能和其他软件. 模型. 基于以上三维虚拟校园的研究现状，提出了将三维景观可视化技术3DSMAX与地理信息技术ZTMAPGIS相结合的需求.

1.2可行性分析

3DSMAX是由Autodesk在美国开发的3D建模和电影桌面系统. 广泛应用于电影制作，技术教育和科学研究等领域.

ZTMAPGIS提供了许多用于对3D实体建模的接口. 因此，实现基于3D GIS的校园浏览系统在技术上是可行的. 同时，由3D GIS开发的校园浏览系统也是宣传和普及地理信息系统知识，适应社会发展和需求的窗口，在社会适应水平上也是可行的.

2个3D场景建模

2.1获取基本数据

校园的二维空间数据来自AutoCAD下* .dwg格式的测绘数据. ZTMAPGIS软件执行相关的矢量化，并将整个校园分为点，线和面分层的矢量化. 在3D建模过程中，还必须获取其高度信息数据. 用12百万像素的数码相机收集地面纹理信息数据后，Photoshop会对每个图像进行处理，从而使对象更加逼真.

2.2将CAD数据转换为shapefile数据

在ArcCatalog中打开在盐城师范学院新校区测得的AutoCAD数据，选择CAD数据，右键单击以导出，选择“ ToShapefile”，然后选择输出路径.

2.3三维模型建立

校园的特色包括建筑物，道路，桥梁和绿化设施. 根据获取的数据选择合适的建模方法. 系统使用AutoCAD数据在3DSMAX软件中对所有3D建筑物模型进行建模，然后导入ArcScene，在实际建筑物的位置输入一个点，然后在该点的显示属性中显示该点. ，选择“ 3D标记符号”，然后选择相应的3D建筑模型.

3D虚拟校园系统的功能分析与设计

有许多三维场景驱动和漫游方法，例如MultiGen Creator和Vega，Vrml和Java. 系统主要使用ZTMAPGIS提供的SceneControl和MapControl控件作为三维显示工具，构建三维场景浏览模块，信息查询模块和统计分析模块.

3.1系统功能分析

校园3D浏览系统的设计与开发主要考虑3D景观浏览显示功能，信息查询功能arcscene中保存场景图片功能研究，统计分析功能和基本控制功能. 三维景观浏览显示功能包括: 显示三维空间场景，以实现基本的空间浏览功能，如放大，缩小，漫游，导航等；查询功能包括空间和属性之间的双向查询；统计分析功能包括建筑物统计数据和缓冲区分析. 基本控制功能包括三维控制，测量和图像捕获.

3.2系统功能实现

3.2.1三维浏览显示功能

在3D浏览模式下，它为3D场景提供选择，漫游，全屏显示和其他操作. 用户可以灵活地使用键盘来控制场景的方向，并可以自由地控制飞行路线. 同时，在浏览三维场景时，用户可以随时在整个地图上定位对象，以达到浏览整个世界的效果.

3.2.2信息查询功能

信息查询是GIS最重要的功能之一. 它主要通过空间查询和空间查询两种方法来实现. （1）空间搜索属性，即根据鼠标指向的空间位置，系统可以在该位置找到空间实体和空间范围及其属性，并显示空间对象的属性列表. 例如arcscene中保存场景图片功能研究，通过单击建筑物，将鼠标单击的位置的屏幕坐标转换为三维空间点坐标，返回通过单击选择的建筑物对象，并将建筑物对象传递给属性显示表单，可以显示建筑物的详细信息，包括其名称，图片和楼层数，还可以通过选择楼层来显示特定楼层的楼层平面图. （2）属性搜索空间，即通过属性字段定位建筑物，并让用户通过表格选择要查询的内容，系统会根据属性表中的条件快速找到满足条件的图层字段相关内容，然后在图层的空间特征上找到相应的内容. 符合条件的建筑物将在地图的主窗口中突出显示.

3.2.3统计分析功能

建筑物的统计根据建筑物的不同用途进行分类. 例如，教学建筑物用于教学，体育馆用于体育活动. 统计结果表明不同用途的建筑物所占面积.

缓冲区分析是GIS的一项非常重要的空间分析功能，在GIS应用程序中占很大的比例. 该系统中的缓冲区分析主要使用Analysis Tools下的Buffer类. 通过给缓冲区指定缓冲区距离，可以从原始层获得新的Buffer层.

3.2.4基本控制功能

三维方向控制主要实现三维场景方向的定制运动，包括向上，向下，向左，向右，向前和向后操作，主要是通过调用场景控制下的Camera接口来实现定制三维场景的距离运动. 测量工具在地图上实现距离测量和面积测量. 拦截3D场景是选择感兴趣的场景，对其进行拦截，然后将其保存为bmp或jpg图像格式的3D场景图.

4个结论

本文介绍了基于3DSMAX的3D建模，使用VS.NET开发平台，并使用ZTMAPGIS提供的相关界面来显示盐城师范学院新校园的3D显示. 计划实现校园场景浏览，信息查询定位，测量，统计分析等功能，尝试将虚拟现实与GIS相结合，体现出低成本，全面，高效的组件GIS二次开发的优势.

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