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        警用地理信息系統(tǒng)三維模型建立及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法研究

        2014-08-25 02:44:40楊東明王璟瑤盧郁希
        關(guān)鍵詞:底圖警用插件

        楊東明, 劉 軍, 王璟瑤, 盧郁希

        (1.中國(guó)人民公安大學(xué),北京 100038; 2.南寧市公安局,南寧 530000)

        0 引言

        隨著社會(huì)的發(fā)展,三維地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛,由于三維地理信息系統(tǒng)具有生動(dòng)直觀的特性,能夠充分模擬真實(shí)的環(huán)境,為公安指揮決策提供一個(gè)立體分析模型,因此其越來越受到公安部門的重視。與二維相比,三維地理信息系統(tǒng)增加了空間特性,這種特性方便觀察者直觀準(zhǔn)確了解真實(shí)環(huán)境的空間信息,在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

        目前,二維警用地理信息系統(tǒng)已在公安部門開始普及使用,并且在打擊犯罪、預(yù)測(cè)警情及警力布防等方面都起到了很大作用。但是二維系統(tǒng)與三維系統(tǒng)相比,缺少空間信息,不能在空間上對(duì)警情進(jìn)行研究分析,對(duì)公安指揮決策起到很大的制約。因此,警用地理信息系統(tǒng)必然存在二維向三維發(fā)展的趨勢(shì)。目前,警用地理信息系統(tǒng)是建立在ArcGIS等通用地理信息系統(tǒng)軟件上的。所有通用的地理信息系統(tǒng)軟件都有強(qiáng)大的空間分析能力,都能實(shí)現(xiàn)三維建模,但其軟件的側(cè)重點(diǎn)在空間分析能力上,因此都存在構(gòu)建三維模型精度不高的問題,這些問題將成為制約三維地理信息系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。要想既能精確地實(shí)現(xiàn)三維建模又能夠充分發(fā)揮警用地理信息系統(tǒng)的空間分析功能,需要我們研究一種通過專業(yè)三維建模軟件精確建模后向警用地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的方法。

        Google公司推出的SketchUp軟件是一種專業(yè)制作三維模型的軟件,具有功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)便、建模精準(zhǔn)等特點(diǎn),但不足之處是缺乏空間分析能力。如果把ArcGIS軟件的強(qiáng)大空間分析能力與SketchUp三維建模能力結(jié)合起來,利用二者的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行三維建模分析,可使警用三維地理信息系統(tǒng)空間分析變得更加完善。

        本文結(jié)合SketchUp與ArcGIS兩種軟件,以公安大學(xué)團(tuán)河校區(qū)為模型,通過研究SketchUp精確三維建模技術(shù)及向警用地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法,為二維警用地理信息系統(tǒng)向三維發(fā)展進(jìn)行一些理論和實(shí)際的探索,同時(shí)為三維警用地理信息系統(tǒng)的空間分析提供一個(gè)良好的模擬環(huán)境。

        1 三維建模的方法

        1.1 三維建模軟件選擇

        建立三維模型不僅為三維地理信息系統(tǒng)提供空間分析的平臺(tái),而且能提供仿真環(huán)境下精確的物體空間信息。目前的三維建模的軟件有很多,如Multigen Creator、3DMax、SketchUp、AutoCAD等。這些軟件在建模方面都有自己的優(yōu)勢(shì)。與這幾種三維建模軟件相比,SketchUp具有的優(yōu)點(diǎn):首先,它是一種非常簡(jiǎn)單、便于操作的三維建模工具,使初學(xué)者能很快掌握它的使用方法;其次,可以直接對(duì)所建的模型進(jìn)行個(gè)性化材質(zhì)貼圖設(shè)計(jì);三是能夠與Google earth結(jié)合,免費(fèi)利用Google earth獲取相關(guān)數(shù)據(jù),在SketchUp和Google earth之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這幾個(gè)特點(diǎn)非常適合公安系統(tǒng)工作人員學(xué)習(xí)使用操作。因此,本文選擇SketchUp三維建模軟件作為三維建模的工具。

        1.2 在SketehUp中的建模方法

        1.2.1 場(chǎng)景的模型分類

        三維建模的過程就是對(duì)三維模型要素有機(jī)結(jié)合的過程。構(gòu)建三維模型,首先要把構(gòu)成模型的要素進(jìn)行分類。三維建模的基本要素就是點(diǎn)、線、面,任何三維模型都是這些要素的集合。點(diǎn)要素包括基礎(chǔ)設(shè)施、消防設(shè)施、重點(diǎn)單位、樹木、路燈等;線要素包括管線、道路、河流等;面要素包括建筑物表面、植被層。這些要素有機(jī)結(jié)合,共同構(gòu)成了三維模型。我們將以公安大學(xué)校園環(huán)境為實(shí)例,對(duì)場(chǎng)景模型要素進(jìn)行分類,模型分類如圖1所示。

        1.2.2 三維幾何建模方法

        構(gòu)建模型的第一步是把校園底圖導(dǎo)入SketchUp軟件中。底圖的導(dǎo)入有三種方法:一是使用*.png、*.jpg等格式的地圖直接導(dǎo)入SketchUp作為建模的底圖模型。二是使用AutoCAD繪制底圖,保存為*.dwg格式文件,然后在ArcMap中打開,利用SketchUpESRI插件工具選擇需要建模的地圖導(dǎo)出并保存,最后導(dǎo)入SketchUp作為建模的底圖。三是在ArcGIS中繪制電子地圖并導(dǎo)入SketchUp中作為底圖。

        圖1 模型的分類

        構(gòu)建模型的第二步是在相應(yīng)的二維底圖框架上搭建三維模型。搭建三維模型的操作流程首先要在已經(jīng)導(dǎo)入的底圖上繪出建筑物的底面輪廓,如圖2a所示。其次需設(shè)置建筑物的高度及外觀形狀,如圖2b所示。最后用suapp擴(kuò)展模塊對(duì)建筑物的門窗樓梯,廣告牌等建筑物細(xì)節(jié)進(jìn)行修飾,如圖2c所示。

        圖2 三維模型的制作流程

        1.2.3 紋理映射技術(shù)

        紋理映射實(shí)質(zhì)上是把定義的紋理反映到三維實(shí)體表面的過程。在三維建模中,紋理技術(shù)應(yīng)用的最廣,尤其是對(duì)仿真程度要求高的實(shí)物。例如在建立建筑物的時(shí)候,利用三維映射技術(shù)在建筑物表面加上門窗和墻體顏色,以及添加建筑物內(nèi)部的家具設(shè)施等,可以更逼真地描述現(xiàn)實(shí)環(huán)境。紋理映射的流程如圖3所示。

        圖3 三維映射的流程

        圖3中,三維幾何數(shù)據(jù)是創(chuàng)建三維模型獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)。取景剪裁是對(duì)真實(shí)環(huán)境的圖片進(jìn)行采集整理。繪制渲染是把這些圖片用PhotoShop進(jìn)行加工處理,達(dá)到預(yù)期視圖效果。圖像輸出就是導(dǎo)入SketchUp中進(jìn)行貼圖等處理,使圖像映射到物體上。

        目前,SketchUp紋理映射的技術(shù)方法主要有兩種:第一種方法是以實(shí)物為參考,通過SketchUp軟件自帶顏料和組件庫(kù)并與SuApp插件結(jié)合,設(shè)置模型的外觀顏色及結(jié)構(gòu);第二種方法是通過數(shù)字掃描紋理照片和貼圖,按照一定的尺寸比例將其映射到物體表面,以達(dá)到仿真效果。兩種方法的制作效果如圖4、圖5所示。

        圖4 第一種方法效果圖

        圖5 第二種方法效果圖

        分析上圖中兩者之間的效果可知:第一種方法在模型上設(shè)置門窗等紋理,所設(shè)置的紋理不會(huì)發(fā)生形變,展現(xiàn)效果較好。但缺點(diǎn)一方面是對(duì)紋理模型的尺寸較難把握,如果不能正確合理設(shè)置這些紋理模型的比例,就會(huì)造成模型的失真;另一方面是工作量和復(fù)雜程度較高,如果對(duì)細(xì)節(jié)要求過高,制作過程較長(zhǎng),不利于大范圍制作模型。

        圖6 ArcGIS中加載SketchUp文件

        第二種方法是掃描攝取實(shí)景圖片,通過建立自定義文件數(shù)據(jù)庫(kù),設(shè)置調(diào)取紋理。其實(shí)現(xiàn)的模型外觀比較接近真實(shí)情況。不足之處有兩點(diǎn):一是所使用的圖片不能過大,圖片過大則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換后的模型數(shù)據(jù)在ArcGIS中加載過于緩慢,通常這些圖片不超過100 K為宜;二是這些紋理貼圖是以圖片的形式直接附著在模型表面,會(huì)因?yàn)閳D片獲取的角度不同,或者圖片與建筑物模型尺寸不一致而導(dǎo)致建筑模型外表失真。

        映射技術(shù)是三維場(chǎng)景重現(xiàn)的一個(gè)重要部分,它可以方便地制作出具有真實(shí)感的模型而不必過多去考慮細(xì)節(jié)問題。然而在制作過程中也有一些問題需要注意:1)如果圖形制作過于精細(xì)或者模型數(shù)量過大時(shí),則在GIS中分析時(shí)會(huì)加載過慢,影響程序運(yùn)行速度。最好的做法是分成單個(gè)模型加載分析,最后把這些模型整理成一個(gè)集合。2)在貼圖時(shí)要注意測(cè)量模型的尺寸,并相應(yīng)調(diào)整貼圖的尺寸,使圖形能夠準(zhǔn)確映射在建筑物模型上。3)建模之前要有一個(gè)準(zhǔn)確的底圖,這樣可以保證坐標(biāo)信息的準(zhǔn)確性,底圖的獲取方法前面已經(jīng)介紹過。

        2 基于ArcGIS的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

        通過上面的工作,完成了在SketchUp環(huán)境中的精確建模。接下來要把所建的模型在ArcGIS中轉(zhuǎn)換。

        由于ArcGIS不直接支持SketchUp文件的導(dǎo)入,SketchUp文件三維模型轉(zhuǎn)換為ArcGIS三維模型主要方法是利用SketchupESRI插件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這個(gè)插件包含兩部分,分別是“GIS Plugin”部分和“3D Analyst SketchUp 3D Symbol Support”部分。其中,第一部分的功能是把SketchUp模型文件導(dǎo)入ArcGIS,第二部分的功能是把ArcGIS文件轉(zhuǎn)換為可導(dǎo)入SketchUp的文件。在安裝時(shí)需要將這兩部分插件分別安裝在SketchUp和ArcGIS目錄下。

        在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí),首先通過ArcMap加載并利用SketchUp插件工具導(dǎo)出矢量數(shù)據(jù),將需要建模的區(qū)域?qū)隨ketchUp中。其次在SketchUp中創(chuàng)建模型并將模型轉(zhuǎn)成ArcGIS的Multipatch模型文件,然后保存于GeoDatabase中。最后在ArcGIS中可以對(duì)所建的模型進(jìn)行編輯、分析等操作。具體做法是:(1)用AutoCAD制作一份公安大學(xué)團(tuán)河校區(qū)的地圖,這個(gè)地圖包含位置信息,并把制作的地圖保存為*dwg格式的文件。(2)在ArcMap中加載這個(gè)*dwg格式的地圖,然后利用SketchUpESRI插件工具把地圖導(dǎo)入Google SketchUp中。(3)在導(dǎo)入Google SketchUp的地圖上制作相應(yīng)的三維模型。(4)把制作好的模型導(dǎo)出為ESRI Multipatch(*.mdb)格式文件并把文件導(dǎo)入ArcGIS中,如圖6所示,然后進(jìn)行二次開發(fā)。

        在導(dǎo)入過程中需要注意:(1)在導(dǎo)入的過程應(yīng)注意一次性加載信息量過大的地圖時(shí),會(huì)出現(xiàn)加載緩慢甚至不能加載成功的情況,解決的辦法是把地圖分為若干塊,分別加載并對(duì)每一塊地圖建立相應(yīng)的文件。(2)在用CAD地圖導(dǎo)入Google Sketchup前,要把CAD地圖的圖層進(jìn)行刪減,盡量減少圖層,否則在Sketchup中出現(xiàn)的可能是帶有空間感的立體圖層,給建模帶來很多不便。

        3 結(jié)語(yǔ)

        在建模的過程中需要注意控制模型數(shù)據(jù)量大小和精細(xì)化程度,如果模型數(shù)據(jù)量過大,就可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換失敗。在模型轉(zhuǎn)換中,注意轉(zhuǎn)換插件的安裝路徑,一般選擇默認(rèn)路徑,正確把握模型的導(dǎo)出導(dǎo)入文件格式。只有這樣才能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)三維建模并把模型轉(zhuǎn)換到ArcGIS平臺(tái)。同時(shí)我們也應(yīng)該看到這種方案的不足,主要表現(xiàn)在系統(tǒng)加載大量三維精細(xì)化模型時(shí)的效率。如何解決海量精細(xì)化模型與ArcGIS結(jié)合的效率,將成為我們研究的一個(gè)方向。

        [1]馬素顏,吳健平,周美娟,胡天碩.SketchUp構(gòu)建GIS三維模型方法研究[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù),2009(Z1):38-40.

        [2]單楠,況明生,李營(yíng)剛.基于SketchUp和ArcGIS的三維GIS開發(fā)技術(shù)研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2009(4):14-17.

        [3]張毅,李國(guó)卿,趙軍喜,等.插件式GIS應(yīng)用框架關(guān)鍵技術(shù)研究[J].測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào),2010(4):298-301.

        [4]宋潔華,趙志忠,李婷,等.基于SketchUp的虛擬城市三維建模[J].海南師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010(3):334-337.

        [5]譚仁春.GIS中三維空間數(shù)據(jù)模型的集成與應(yīng)用[J].測(cè)繪工程,2005(1):63-66.

        [6]吳慧欣.三維GIS空間數(shù)據(jù)模型及可視化技術(shù)研究[D].蘭州:西北工業(yè)大學(xué),2007.

        [7]劉少華,吳東勝,羅小龍,等.三維GIS數(shù)據(jù)模型在地層建模中的應(yīng)用研究及可視化[J].測(cè)繪信息與工程,2007(2):37-38.

        [8]石偉,等.ArcGIS地理信息系統(tǒng)詳解[M].北京:科學(xué)出版社,2009.

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