在ArcSence中建立虚拟三维海岛

1、在 ArcSence 中建立虚拟三维海岛一、引言为了更好的规范我国海岛礁的管理， 我国开展了海岛礁调查 工作，进一步确定我国海岛礁的数量、 名称以及海岛的利用规划 情况。为了更好的对海岛进行宏观统筹和规划， 以更形象生动的 方式表现海岛的建筑、设施、环境等要素，我们利用了三维虚拟 景观方式来建立三维海岛。 三维海岛是指利用计算机虚拟现实技 术建立的为用户提供一种模拟海岛的操作环境， 使用户有一种仿 佛置身于现实海岛一样的临境感，形成一个逼真的、具有视觉、 听觉、触觉的感官世界。 通过对各种要素的细腻的建模与真实环 境的模拟， 让人们更亲切的直面海岛的现状， 能够轻松地从整体 到局部对海岛有一个

2、很深的了解。 并且，为管理部门提供土地利 用、建筑区规划、旅游资源开发、 水产品养殖等方面的基础数据。二、软件平台ArcSence 软件ArcSence 是 Esri 公司的一款三维场景驱动软件，我们将 其作为三维海岛的基础平台。Photoshop 图形处理软件Photoshop 是 Adobe 公司的一款图形图像处理软件，它有 很强的图像处理能力。AutoCad 对矢量的处理功能非常强大，应用领域也很广。我们主要用来处理基础数据Google Skechup6 软件Google Skechup6 是一款三维建模软件，它简单易用。与 其他建模软件相比较， 没有过多的复杂功能， 但却可以建立很好

3、的模型。三、技术路线和方法1 、数据准备 建模所需要的数据：等高线、高程点、特征线等三维矢量 数据 (*.dwg) ，房屋、亭、道路等矢量数据 (*.dwg) ，正射影像数 据以及相应的地理信息，地物的纹理照片。2 、数据预处理2.1 、在 AutoCad 下，对给定的数字线划图进行处理，保证 三维要素(等高线、高程点、其它三维要素)的高程以及相互关 系正确，并且作好分层。此类要素用来建立地貌模型。2.2 、将可以用同一种模型表示的地物单独分层， 并且按照 要素重心转换成点要素。比如说别墅群，它们在样式、颜色、方 向等方面都基本上一致，所以在建模时，可以使用同一个模型。 不同大小、不同形状、不

4、同方向的要素均要单独分层。2.3 、由于在 Arcsence 中，不能很好的实现对模型的贴图， 所以对于不需要精细建模的要素， 在 AutoCad 下可以不必转换成 点要素，以多边形形式导入到 Arcsence 中，此类地物要素可以 不进行贴图处理。2.4 、对需要精细建模的单个建筑或者其它重要的单个地物 要素，转换成点要素形式单独分层，并且单独存储。同时保留原 来的多边形，也单独保存。这些多边形将导入到 Google Skechup6 中，按照其范围进行地物建模。2.5 、将每一层需要建模的地物要素作为单独的 dwg 格式文 件进行保存。2.6 、检查正射影像图的颜色、 分辨率、坐标信息文件

5、（ .tfw ） 是否满足规定要求。如果影像效果不佳（主要是色调），在 Photoshop 下进行相应的调整，直至达到标准为止。以上过程，要素的分层要严格。几乎每一种要素的表现形 式（方位，形状 ） 都不一样。对于精细建模的要素，一定要单独分 层，一个要素对应一个图层，便于后期的模型建立。3 、数据格式转换由于在 Arcsence 中建立的模型需要录入相应的属性信息， 所以还需要将以上要素从 AutoCad（ *.dwg ）的数据格式转换成 Shapefile（*.shp） 格式。4 、属性录入完成上述工作后， 在 ArcMap 中将地物要素的基本属性录入 到数据库中，譬如说，房屋的权属、性质

6、、用途等。此类信息可 以很方便的在图中查询， 为以后分析、 统计以及管理和决策提供 有力的数据支持。5 、数据建模数据建模是利用三维建模技术 , 将采集到的数据在虚拟现 实系统中建立地形、建筑物等地理实体的数据模型。5.1 、在 Arcsence 下，利用已经整理好的三维要素文件， 生成三角网。找到“ 3D分析”工具条一 “创建/修改TIN(M) 从要素创建 TIN(C)” ，打开对话框，创建三角网 (TIN) 数据文 件 tin ，完成地貌表面模型的建立。5.2 、为了增强三维地形的真实感， 将已经处理好的正射影 像作为纹理迭加到地形模型上。 打开影像文件的属性对话框， 在“基准高程”选项卡

7、页面中， 将高程获取方式调整为“从表面获 得高程”，将前面构建的 TIN 数据作为基准高程。这样，影像就 可以严格地叠加到 TIN 上。5.3 、由于 Arcsence 不能完成对三维地物 ( 房屋等 ) 的贴图 处理，所以对于不需要精细建模的的房屋等， 可以多边形形式导 入到 Arcsence 中。通过对其相应属性的设置，将多边形拉伸、 定位基准高程，达到如下图的三维效果。5.4 、对于需要精细建模的地物要素模型，我们在 Google Skechup6 三维模型制作软件中完成。以房屋模型建立为例，首 先点击“文件”菜单 “导入”，将 *.dwg 格式的房屋要素文 件导入到程序中。按照要素的宽度、高度，通过软件提供的功能建立地物模 型，然后利用拍摄的实地房屋照片，对模型进行贴图，最后以 *.skp 格式保存。完成的模型如下：另外， ArcSence 本身符号库中也有很多模型，这些常用的 三维模型主要包括树、灯、草皮、常见房屋、车等等，可以应用 到我们的三维景观中。最后， 将需要的要素加入到 ArcSence 中，在其中叠加需要 的矢量要素，便于对照和查询。 最后完成所需要的三维海岛景观。 如下图：6 、动态浏览在 Arcsence 中，可以制定好飞行路线，沿线自动飞行。也 可以手动操作进行三维动态