基于ArcGIS與SketchUp的景觀規劃快速表現技術

孫 偉 韜

（國家林業局華東林業調查規劃設計院 浙江金華 321001）

隨著社會經濟發展以及計算機技術的不斷進步，在景觀規劃設計中，對森林公園、濕地公園、林相改造項目等大中尺度地形的全景展現提出了越來越高的要求。傳統的手繪效果圖、計算機的二維效果圖效率低，成本高，表現準確性不足。利用ArcGIS與SketchUp兩種主流軟件，很好地解決了地形、規劃用地、建筑物精確建模，三維效果快速展示出圖，視頻輸出等技術難點。

1 軟件選擇與系統環境搭建

1.1 工具軟件

ArcGIS是美國ESRI公司推出的GIS軟件集，主要包括了ArcMap、ArcCatalog、ArcScene等工具，是目前最為主流的GIS產品。ArcGIS主要功能特點有：

①直接讀取CAD的dwg格式文件，實現數字化地形圖和規劃設計圖件的無縫銜接；

②利用數字化地形圖快速生成 DEM或TIN數據，用以準確表現地形起伏變化；

③利用 GIS空間分析功能進行各種空間分析并生出多樣的分析圖；

④疊加高分辨率衛星影像數據，對規劃區域現狀進行高精度仿真；

⑤快速生出三維動態展示視頻。

SketchUp是美國 Google公司收購@Last Software后重新推出的3D設計工具軟件。相比較傳統的三維建模軟件 3dsmax，SketchUp建模更加簡單，同時有豐富的貼圖和插件功能，可以在極短的時間里完成建模貼圖等功能。尤其SketchUp6 ESRI插件的推出，有效的實現了與ArcGIS的無縫對接，實現了兩種軟件工具優勢的有效結合。

1.2 系統環境

安裝 ArcGIS9.2以上版本的程序，SketchUp6 ESRI 插件，SketchUp6 pro。其他SketchUp插件等均可正常使用。

2 技術流程

基于ArcGIS和SketchUp的大尺度景觀快速表現，主要技術流程包括數據獲取，三維地形數據生成，三維建模，快速表現幾個步驟，具體流程如下：

2.1 二維數據獲取

二維數據主要包括規劃區域現狀情況基礎數據和規劃成果數據。目前主要存儲形式為CAD格式的dwg文件，ESRI的shape和GDB文件，遙感數據主要使用高分辨率的航片或者quickbird衛片。

2.2 生成地形數據

地形數據是進行規劃區三維表現的核心，是大尺度景觀規劃的骨架。當前獲取三維地形數據可以直接從測繪部門購買 1:10000或者1:5000 數字高程模型數據（DEM），也可以根據數字化地形圖，利用ArcGIS的3D分析模塊生成DEM或者TIN數據用于三維表現。SketchUp6以上均可以導入DEM和TIN用于地形表現。其基本技術流程如下圖：

2.3 三維建模

在ArcMap中，加載表現地形的DEM或TIN數據，CAD格式的規劃成果數據，轉換存儲為 Geadatabase。選中需要進行建模的要素，用SketchUp 6 GIS Plug-in工具導出為*. Skp文件。打開SketchUp 6 pro，進行常規建筑、道路、水系等規劃場景建模和貼圖編輯操作。編輯完成后，導出為 ESRI Multipatch（*.mdb）格式。

2.4 全景快速表現

打開 ArcScene，導入上一步生產模型文件，加載高分辨率影像數據，即完成整個流程。根據需要，可以生成各種視角的3維效果圖，在自定義路徑后，還可快速生成動畫視頻。

3 技術優勢

目前大尺度復雜地形的景觀規劃表現，ArcGIS與 SketchUp的組合與目前使用3dsmax和photoshop的組合相比，有以下一些技術優勢。

（1）建立三維地形效率高。使用3dsmax雖然也能利用等高線生成地形變化，但是其地形模塊自動化程度極低，需要手動編輯每條等高線，效率很差，只適合進行微地形表現。利用ArcGIS可以自動提取高程點，自動生成三維地形數據。在對中尺度地形快速建模表現上，ArcGIS可以成倍的提高工作效率。

（2）SketchUp場景建模速度快、編輯簡單、數據量小、對計算機要求低，非常適合規劃人員進行方案推敲和與業主單位的溝通。

（3）現狀信息的表達完整精確。3dsmax雖然能便捷的使用貼圖，但是無法將高分辨率遙感數據與地形數據進行準確配準，因此在表達大中尺度規劃時，只能使用photoshop進行后期貼圖處理，以意象表達為主，真實性大打折扣。利用ArcGIS則可以將地形數據與遙感影像進行準確配準，具有很好的仿真效果。

（4）視頻輸出簡單。3dsmax具有強大的動畫制作表現功能，但是對于景觀規劃人員而言制作過程過于復雜，且單幀渲染輸出速度慢，需要專門的服務器渲染陣列才能完成，成本極高。ArcGIS提供的動畫制作工具則操作簡潔，并提供了基礎視頻編輯功能，完全可以滿足3維場景展示功能。

（5）ArcGIS具有豐富的地形、視域、光照分析功能，可以在三維模式下快速生成多種分析圖件。

4 結 論

隨著計算機軟硬件環境的發展，ArcGIS與SketchUp日趨成熟完善。綜合運用兩者在不同尺度下的建模的優勢，以及豐富的分析功能，為規劃設計及相關行業管理人員提供了一個理想的快速表現解決方案。

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