李吉英

(濱州學院地理旅游系，山東濱州 256603)

三維地理信息系統(tǒng)軟件在景區(qū)展示中的應用
——以濱州中海風景區(qū)為例

李吉英?

(濱州學院地理旅游系，山東濱州 256603)

在旅游景區(qū)展示中，利用虛擬現(xiàn)實技術進行景點展示取得的效果比使用文字和圖片更生動。本文探索了利用IMAGIS軟件對濱州市中海風景區(qū)進行三維建模、數(shù)據(jù)發(fā)布等展示的方法。

景區(qū)展示；三維建模；IMAGIS

1 引 言

隨著信息化工程的推進，信息技術被廣泛用于旅游業(yè)。在很多現(xiàn)有旅游地介紹中，通常包括行車路線、景區(qū)展示等內(nèi)容。在景區(qū)展示中，多數(shù)都使用傳統(tǒng)形式，即文字和圖片。隨著IT技術的發(fā)展和進步，已出現(xiàn)比圖片更直觀且生動的展示方式，即虛擬現(xiàn)實。虛擬實現(xiàn)把場景做成三維計算機模型，通過交互方式實現(xiàn)場景漫游和瀏覽。與圖片相比，虛擬現(xiàn)實具有以下優(yōu)點:(1)能全方位觀察場景，整體感強；(2)具有交互性和沉浸性，使用戶能產(chǎn)生“虛擬游歷”的感覺。對于訪問旅游站點、查找旅游信息的人，虛擬現(xiàn)實可以給予他們更有趣的體驗，使其積累更強烈的參與旅游的愿望。因此，虛擬現(xiàn)實景區(qū)展示在國內(nèi)外已成為研究熱點[1]。

IMAGIS三維可視地理信息系統(tǒng)是武漢適普有限公司自主開發(fā)的一套以數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字地面高程模型(DEM)、數(shù)字線劃圖(DLG)和數(shù)字柵格圖(DRG)作為綜合處理對象的虛擬現(xiàn)實管理GIS系統(tǒng)。它分為兩大部分:三維地理信息系統(tǒng)和平面圖形編輯系統(tǒng)。通常二維圖形在平面編輯系統(tǒng)中經(jīng)過編輯整形后即可輸出到三維系統(tǒng)中進行三維實體的重建和管理，用戶可對其進行查詢分析、屬性定義以及各種可視化操作和圖形輸出等操作。

2 實例研究

2.1 研究區(qū)概況

濱州中海水利風景區(qū)總面積5.41 km2，其中水體面積1.69 km2，綠化面積 2.91 km2，是濱州市新區(qū)建設總體規(guī)劃中環(huán)境最優(yōu)美、開發(fā)價值最高的地帶，也是生態(tài)濱州、現(xiàn)代濱州建設的縮影。中海水利風景區(qū)以“天”為主體，突出日月星辰的設計理念，分中東海、中西海及中南海三片十區(qū)，現(xiàn)已建成三組城市標志性建筑——獨具特色、五角星造型的“中國濱州國際會展中心”、仿美國尼米茲級企業(yè)號航母造型的“中國濱州航母餐飲娛樂城”和按不同國家、民族建筑風格建設的“中國濱州中海賓館”(又稱“七星別墅”)；四大景點——董堤(鵲橋、情人島)、范亭、孫臺、太陽島；三橋——天橋、地橋、人橋。

2.2 景區(qū)展示制作

2.2.1 工作流程

工作流程如圖1所示:

圖1 工作流程

2.2.2 數(shù)據(jù)準備

景區(qū)展示要做成三維可視，則需要景區(qū)的高程數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)和與矢量數(shù)據(jù)相匹配的柵格數(shù)據(jù)。本文收集了以下數(shù)據(jù):

(1)中海景區(qū)詳細規(guī)劃圖(CAD格式)。

(2)中海景區(qū)詳細規(guī)劃效果圖。

(3)中海景區(qū)高程數(shù)據(jù)。

(4)中海景區(qū)建筑物和藝術雕塑正攝數(shù)碼照片。

2.2.3 數(shù)據(jù)預處理

本文是利用中海景區(qū)DXF格式的規(guī)劃圖作為底圖，為了再現(xiàn)景區(qū)三維景觀，必須對線劃圖進行相應編輯和處理，主要內(nèi)容有:多余圖層的刪除；非整體平面圖向整體平面圖的轉換；對無高程屬性的建筑物進行高程賦值；地面高程點的提取和修改等。然后在IMAGIS的二維圖形編輯系統(tǒng)中進行平面數(shù)據(jù)的編輯，形成DEM(注意此時的地形矢量圖必須要有高程屬性Z值)。對于一般建筑物賦予層數(shù)和層高數(shù)(默認值為3 m)。比如，中海景區(qū)標志性建筑國際會展中心、徽派建筑群、冠軍大酒店，這些建筑物的特點是符合一般建筑的層高，所以在賦高程時按每層3 m來處理；對于一些拱橋、小島、藝術雕塑則為了在展示中能突出效果要對它們的高程值比實際賦高一些，否則，有的小島在整個大的景區(qū)場景中會因為太矮而有種比水面要低的感覺，影響展示效果。

2.2.4 景區(qū)建筑物、藝術雕塑的三維建模

由于中海景區(qū)是一個國家級水利風景區(qū)，景區(qū)內(nèi)的建筑物多為藝術建筑，針對這種復雜的地物進行三維建模時，可以先對這些地物進行分類，第一類為比較規(guī)則的建筑物，比如在本例中的國際會展中心、中海航母大酒店、冠軍大酒店、徽派建筑群。第二類為拱橋及拱橋附屬物。對于這類地物，三維建模方法比較復雜，特別是有的拱橋景點，有很多的附屬物，藝術造型比較多，場景大。比如天地人橋景點，有雕塑，有花圃也有臺階。在三維建模中要分別建模，對于拱橋實行橋面分段建模，橋兩側的欄桿要每個欄桿都分別建模，效果才會好。第三類是景區(qū)的獨立藝術雕塑，比如，情人島上的月老像，情人樹等，這種地物，構造復雜，不易建模，就比較適合用3DMAX進行建模后導入場景。

圖2 國際會展中心三維模型

在上述分類的基礎上，進行具體建模。將在IMAGIS的二維圖形編輯系統(tǒng)中編輯后的文件保存為?.2D的文件，導入三維可視地理信息系統(tǒng)中，對其進行線條處理；建立地物三維模型，以國際會展中心為例，圖2為三維模型。

2.2.5 紋理貼圖

紋理處理也就是對物體材質表面進行貼圖，利用貼圖可以不用增加模型的復雜程度就可突出表現(xiàn)對象細節(jié)，并且可以創(chuàng)建反射，折射，凹凸，鏤空等多種效果，比基本材質更精細更真實。通過貼圖可以增加模型的質感.完善模型的造型，使創(chuàng)建的三維場景更接近現(xiàn)實。在實地拍攝照片的時候，要注意拍攝正攝影象，很多大的建筑物，無法用整張照片拍攝完所有的紋理，可以分別對不同側面的紋理進行拍攝，然后將這些數(shù)碼照片先在Photoshop軟件里進行處理，去掉不需要的紋理，只保留貼圖紋理，對于一些分布在兩張上的紋理進行拼結處理。最后將這些紋理貼在三維模型上。對于建筑物的柵欄、樓梯扶手，貼上紋理后要進行透明處理才能更逼真。對于景區(qū)的大量拱橋橋面，要根據(jù)三維模型的分段數(shù)，將紋理進行細化，否則，會給人一種路面傾斜感。圖3為國際會展中心貼完紋理的效果圖。

圖3 國際會展中心紋理貼圖效果

2.2.6 景區(qū)場景重建

將得到的DEM、景區(qū)柵格規(guī)劃圖和三維模型依次導入到3DBrowser中，完成景區(qū)場景的重建。在導入建完的三維模型的時候，要將模型和紋理圖片放在一個文件夾下，否則，導入的建筑物容易丟失紋理信息。圖4為中海景區(qū)場景。

2.2.7 視頻錄制

在3DBrowser模塊中，打開建好的?.B3D文件，做好漫游路徑，就可以開始錄制視頻。由于景區(qū)范圍較大，景點較多，為了增強展示效果，可以在每個景點分別錄制視頻，再利用視頻處理軟件拼接與特效處理。在大片的綠化景點可以將飛行高度設置高些，比如，本例里中海景區(qū)面積5.41 km2，大片的水面與綠地可以將飛行高度設置為50，飛行速度設置為25，在重點景區(qū)，要將飛行高度降低，飛行速度減慢。以中海景區(qū)天地人橋為例，這個景點是景區(qū)的標志性地物，要詳細展示，可以將飛行高度設置為25，飛行速度設置為20，由此詳細地反映景點的細致特征。但要注意的一點就是由于這個景點的最低點和最高點高差很大，所以，設置的飛行高度一定要比最低點高，否則，錄制的場景就是倒像。圖5為景區(qū)標志性景點天地人橋視頻截圖。

圖4 中海風景區(qū)場景

圖5 天地人橋景點漫游截圖

2.3 景區(qū)展示的發(fā)布

最后可以將錄制并處理好的視頻資料刻錄光盤或者網(wǎng)上發(fā)布來對景區(qū)進行更好的展示景區(qū)，也可以直接將做好的場景發(fā)布到網(wǎng)上，供瀏覽者觀看，查詢和分析。

3 結 語

三維電子景區(qū)展示使得人們對景區(qū)的了解更加方便，更加直觀、形象，電子景區(qū)展示實現(xiàn)的關鍵技術是數(shù)據(jù)的獲取、模型的生成以及三維場景的顯示。目前，能夠快速實現(xiàn)景區(qū)三維展示方法就是紋理貼圖。筆者結合制作景區(qū)展示的經(jīng)驗有以下體會:

(1)數(shù)據(jù)的選擇非常重要，特別是景區(qū)的正射影像。選擇合適的影像數(shù)據(jù)能夠在景區(qū)大面積的水域和綠地等區(qū)域的紋理方面提高工作效率，并能增加整個場景的視覺效果。

(2)對不同的景點進行分類，分別三維建模是提高逼真程度的保證。在分類的時候，可以根據(jù)景區(qū)的特點進行分類，在詳細分析各類地物的基礎上，選擇三維建模方法。

(3)針對一般景區(qū)范圍較大，地物復雜而數(shù)量多的特點，在三維建模、紋理貼圖和視頻錄制的過程中，要在保證展示效果的基礎上，盡量減小數(shù)據(jù)文件的大小，以更有利于數(shù)據(jù)的分發(fā)和系統(tǒng)運行。

[1]羅立宏，陳志.Google Earth在旅游景點展示中的應用[J].計算機工程，2009，35(3):277～281

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

[3]李德仁.數(shù)碼城市:概念、技術支撐和典型應用[J].武漢測繪科技大學學報，2000，25(4):207～211

[4]IMAGIS三維可視化地理信息系統(tǒng)2.3使用手冊.

Application of 3D GIS in Tourism Attraction Showing

Li JiYing
(Department of Geography and Tourism，Binzhou University，Binzhou 256603，China)

In tourism information site，using virtual reality technology to display attractions is more lively and interesting than using words and pictures.This article brings a method that using IMAGIS to display the scene of zhonghai.

Tourism Attraction Showing；Three Dimensional Model；IMAGIS

1672－8262(2010)02－55－03

P208

B

2009—07—08

李吉英(1979—)，女，碩士，助教，主要從事測量與地理信息系統(tǒng)的教學與科研工作。

濱州學院“青年人才創(chuàng)新工程”科研基金項目(BZXYQNLG200617)。