基于SuperMap軟件的三維數字校園建設

王苗苗　李風賢

【摘 要】利用SuperMap軟件的功能，對三維數字模型進行加載、部分三維場景的補充、完善，再對地圖場景進行放大、縮小、漫游、飛行和三維動畫的顯示。本文主要針對三維場景的補充、飛行路線的設置進行闡述。

【關鍵詞】SuperMap；三維場景；飛行路線

隨著科學技術的發展，有很多專家提出了“數字地球”概念，隨著這一概念的發展，逐漸出現了“數字城市”“數字校園”等概念[1]。數字校園是數字城市的一個分支，數字校園系統對于學校的宣傳、建設、發展都有很重大的意義，數字校園就是利用三維建模技術和虛擬現實等技術，使瀏覽者可以直觀的看到校園的布局，獲得校園內主要建筑物信息等。三維景觀圖以直觀的三維地形、地物代替了抽象的地圖符號，這就使得地圖超出了傳統的地理信息符號化、空間信息水平化和地圖內容凝固化、靜止化的狀態，進入了動態、時空變換、多維的可交互的地圖時態；同時，三維景觀圖的建立也使我們對地圖的認識方式發生了巨大的變化，并為進行各種空間分析創造了良好的條件[2]。

1 數據庫建設

在三位數字校園建設過程中，主要建立三個基本的數據庫，分別是圖形數據庫，紋理數據庫和三維模型數據庫。本文利用各種測量工具以及測量軟件，對基礎地形數據進行測量和處理；利用高分辨數碼相機和Photoshop軟件獲取和處理紋理數據；在Creator軟件中對各個建筑物進行建模處理，最后在SuperMap軟件中對整個場景進行整合，以及設置飛行路線制作視頻錄像。

1.1 圖形數據庫

對主校區進行測量，測得1：500比例尺的地形圖，測圖的方法是：采用GPS對校園進行控制點的布置，然后選擇已知的控制點并設計路線，利用全站儀對整個校園展開測量，采集到校園的外業測量數據，并在南方CASS軟件中進行內業計算，最后處理成圖（如圖1所示）。

1.2 紋理數據庫

本項目中所涉及到的紋理數據主要是指圖片數據，紋理數據的獲取主要是為了建立的三維數字模型更加真實美觀，能夠更加使人產生視覺上的沖擊，紋理數據的可以是高分辨率的影像數據，包括衛星影像圖片和航空影像圖片，還可以利用像素較高的數碼相機拍攝高清照片獲得。結合我校整體情況，由于校園面積較小，建筑物數量較少，利用數碼相機拍攝高清照片建立紋理數據庫更為方便，快速。根據建筑物的不同特點，將建筑物的每一面都拍攝下來，若有立面出現變化之處，將其過度的紋理拍攝下來，在后期編號時進行整合，將所有的紋理數據進行分類整合、編號，然后利用圖片處理軟件，本次主要使用Photoshop軟件對紋理數據進行自由變換等處理。

1.3 屬性數據庫

屬性信息若要存儲，在地圖制圖過程中連接屬性數據庫是必要的。用屬性數據庫存放地圖要素的各種地理屬性信息，由地圖符號通過地址指針與之相應記錄相連。只有這樣，經地圖編輯修改后，地圖要素的屬性信息不會丟失。屬性數據庫是對地物的非空間特征的描述，可以包含文字屬性、圖片屬性、聲音屬性、影像屬性等。在創建紋理數據和地形數據時就要建立屬性數據庫，將三維場景中模型的屬性使用鍵盤錄入的方式輸入屬性數據庫，然后根據關鍵字與模型庫自動關聯[2]。

2 三維場景的建立

2.1 三維模型的建立

利用Multigen Creator軟件對相對應的建筑物進行立體模型的構建和貼圖，使三維模型呈現更加逼真的效果，三維建模主要是在一定范圍按照相對應的比例高程數據與地形數據相結合，依照真實的地物紋理生成近似于地物的多邊形的集合。由于我校面積較小，主要建立的三維模型為建筑物，以及各種地物的紋理貼圖（如圖4）。

2.2 三維場景整合

完成地物的三維建模工作，將建模文件（.flt）加載到3DMAX環境下面進行圖像的整合與渲染工作，整合渲染的結果如圖5。

2.3 利用SuperMap建立三維要素

為了使得三維模型場景符合校園真實環境，在SuperMap軟件下進行部分地物要素的優化，如加載三維樹木，垃圾桶，花叢等要素。在操作過程中需要將3DMAX中的模型加載到SuperMap軟件中，利用SuperMap的三維要素對校園場景進行優化處理，如圖6。

2.4 利用SuperMap設置飛行路線

為了讓用戶更加有序、直觀的認識校園，必須將漫游路線加載到三維場景中，通過設置漫游路線可以全面認知校園，了解校園的主要建筑物、地物地貌和道路等的分布情況。利用SuperMap軟件的飛行管理功能，從校園的不同層次分別設置飛行路線，然后分別導出不同的飛行文件，用戶通過多漫游路線的動態選擇實現自主漫游的功能，圖7為校園一角的漫游路線設置情況。

圖7 飛行路線設計

3 小結

本文以蘭州資源環境職業技術學院為例，采集校園地物要素的地形數據，紋理數據，屬性數據等，結合AutoCAD、Photoshop、3DMAX、SuperMap等軟件，將校園內各種地物建立相應的三維模型，并在SuperMap下面實現場景優化，結合其飛行功能，設置相應的飛行路線，用不同的角度展示校園的風采，為學校的形象宣傳、招生等工作起到重要的作用。

【參考文獻】

[1]劉永軒， 原凱敏，劉芬，等.基于GIS的山西師范大學新生報到導航系統[J].科技情報開發與經濟，2010，20（32）：107-109.

[2]張文君，王衛紅.基于Imagis的三維景觀模型的建立[J].四川測繪，2003，26（2）： 72-74.

[責任編輯：田吉捷]