【文章內(nèi)容簡介】 g的CAD底圖和各墻面立面圖。為了方便建模，可以先將底圖平移致(0,0,0)坐標(biāo)處，按G去掉背景網(wǎng)格。選中底圖，單擊右鍵，點擊“凍結(jié)當(dāng)前選擇”，以免在不注意的情況下移動底圖。以底圖為基準(zhǔn)，將各個立面圖分別導(dǎo)入3DMAX，并平移致與其相對應(yīng)的位置，注意重新命名每個圖的名稱，最后得到主樓模型所需的基本參照圖，如圖34：圖34 3DMAX中的底圖和立面圖 The base map and elevation in 3DMAX該步驟所要注意的有如下幾點：①導(dǎo)入的*.dwg文件類型必須選擇“原有AotuCAD(*.DWG)”，否則將會增大導(dǎo)出后的數(shù)據(jù)量；②導(dǎo)入第一張CAD底圖時，彈出的對話框應(yīng)選擇“完全替換當(dāng)前場景”，之后導(dǎo)入的立面圖則均選擇第一項“合并對象與當(dāng)前場景”，如35，然后單擊確定。圖35 “導(dǎo)入”對話框 the dialog box of “Import”③單擊②的確定后，彈出導(dǎo)入選項對話框，“焊接”選項的默認(rèn)設(shè)置是選中的，第一次導(dǎo)入時需將該選項勾掉，如圖36，可以使模型生成的時間大大減少。圖36 “導(dǎo)入文件”對話框 Import documents dialog box4)制作三維模型①制作墻面選中所要建模的墻體的立面圖，Alt+Q獨立此立面圖，單擊右鍵，凍結(jié)該立面圖。，旋轉(zhuǎn)角度捕捉設(shè)置成90176。捕捉立面圖外輪廓的四個頂點，繪制一個矩形，選中該矩形，單擊右鍵，轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，在修改編輯區(qū)中的“可編輯多邊形”里，選中“邊”級別，此時矩形的四條邊可以進(jìn)行編輯。根據(jù)立面圖中窗戶的多少和位置，選中2條邊，在“編輯邊”參數(shù)設(shè)置選區(qū)中，點擊“連接”按鈕右邊的設(shè)置選項，輸入連接的數(shù)量，將將生成的邊逐一移動到位。另外的方向也同樣操作，生成墻體。再將該雛形墻體轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形的“多邊形”級別，按住Ctrl鍵，將需要鏤空的位置(如窗戶、門)的面多項選中，在修改器中選擇“擠出”修改命令，然后Delete刪除這些面，鏤空的效果就形成了。具體效果如圖37：圖37 立體效果圖 Threedimensional rendering本步驟需要注意，在進(jìn)行“連接”操作時，移動連接出來的線，必須按照原有的順序進(jìn)行移動，否則將無法進(jìn)行下一步的連接和選取面級多邊形操作。②制作樓頂樓頂?shù)闹谱飨鄬唵?，只要捕捉好周圍墻面的頂點，將其轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，選擇面級別，樓頂相對墻體突出的部分選中面擠出即可。若樓頂是矩形，直接用矩形畫出即可，若是不規(guī)則圖形，可用線來繪制，完成后會主動提示封閉多邊形。樓頂部分如圖38:圖38 樓頂 The roof③制作窗戶，畫一個矩形，轉(zhuǎn)換為可編輯樣條線，選擇樣條線級別，點擊“輪廓”，選中這兩個矩形，轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形。再用矩形畫出窗框的其他部分。將該窗的所有窗框附加到一起，在可編輯多邊形中選擇“多邊形”級別，點擊“擠出”。用矩形捕捉窗戶四個頂點，轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，生成窗面，將窗框和窗面成組后移動到對應(yīng)的位置，如圖39：圖39 窗戶 The window本步驟要注意，輪廓之后要再點擊一次，使輪廓按鈕恢復(fù)原位才可以繼續(xù)編輯。擠出窗框之前，要選擇每個窗框的面，等到選擇后均變?yōu)榧t色，才可以實現(xiàn)擠出功能。④制作臺階及其他部分臺階的建立只用長方體即可，，最后建立完畢成組，方便之后改動或附材質(zhì)。主樓南面的樓面上的裝飾性凸起部分以及雨遮等，用簡單的長方體代替即可?！∪S模型符號紋理的添加因為建筑物的表面一般都不是單一紋理，所以要將墻體分成幾部分來賦予其材質(zhì)。通過參數(shù)的設(shè)置，能表現(xiàn)出不同的材質(zhì)效果。本文的材質(zhì)分為兩大類：一種是需要外部貼圖的，要獲取圖片數(shù)據(jù)；另一種是利用3DMAX中自帶的材質(zhì)球制作，需要修改材質(zhì)編輯器中的各項相關(guān)參數(shù)，來突出紋理的效果。本文的紋理包括磚墻、屋面瓦、塑料窗框、玻璃、金屬等，通過這些紋理，三維景觀可視化將更加逼真。以下詳細(xì)介紹一個樓面的部分紋理的具體添加過程，仍以主樓為例。1)分離墻體選中主樓西墻，按F3轉(zhuǎn)換至線框模式，選擇可編輯多邊形中“多邊形”級別，在下方參數(shù)修改區(qū) “編輯幾何體”中，點擊“切片平面”按鈕，這時窗口中會出現(xiàn)黃色的切片平面，旋轉(zhuǎn)90176。，將切片平面平移致分割的位置，點擊“切片”按鈕。全部切片結(jié)束后，需要再點擊一次“切片平面”按鈕，彈起后才可繼續(xù)編輯。選中相同材質(zhì)的面，然后點擊“分離”按鈕，將整個樓面材質(zhì)不相同的部分全部分離開。2)處理貼圖紋理紋理貼圖的處理方式分為兩種，一種是不需要改變其本身顏色的貼圖文件，另一種是需要改變貼圖原來顏色的貼圖文件。第一種處理方式的過程：打開軟件Photoshop CS3，將所需要的圖片拖拽至空白處；點擊“文件”，選擇“儲存為”，彈出儲存對話框，指定文件儲存的位置，給出名字，點擊確定后彈出JPEG對話框，將品質(zhì)改為“低”，數(shù)量為“0”，點擊確定。這樣可以大大減少貼圖文件的大小，從而降低最后3DMAX文件的大小。需要注意的是，重命名新貼圖的名字時，要用英文或數(shù)字，不要用漢語，否則有可能導(dǎo)致在ArcScene中三維符號的貼圖丟失。第二種處理方式的過程：打開貼圖文件后，先復(fù)制圖層，在為鎖定的圖層上才可以編輯。例如是墻面磚紋理貼圖，想利用貼圖原來清晰的紋理而改變磚的顏色，可以選擇“通道”，復(fù)制一個RGB通道，選區(qū)中應(yīng)選擇的是磚塊，若不是可以反選。通過改變前景色，得到實景照片中的磚的顏色，Alt+Delete賦予磚塊前景色即可。前景色要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，可以比原色稍微明亮、鮮艷一些，這樣建筑物的可視化效果會更突出，場景會更逼真。然后重復(fù)第一種的處理方式。如圖310：圖310 墻磚紋理貼圖 Map of wall brick texture3)制作材質(zhì)打開材質(zhì)編輯器，選擇一個新的材質(zhì)球，給定材質(zhì)球新的名字。將磚墻的圖片直接拖拽至材質(zhì)球上，磚墻的參數(shù)為：高光級別8，光澤度10，凹凸60(貼圖)，并將上面漫反射的貼圖直接拖拽下來，復(fù)制對話框中要選擇“實例”，保證兩種效果相連接。點擊凹凸后的貼圖選項按鈕。最后選中墻面，將材質(zhì)球上的材質(zhì)賦予給該面，此時，該墻面并沒有貼圖的磚墻的效果，這是因為沒有給定該墻面UVW貼圖通道。因此選擇修改器中的“UVW貼圖”，其參數(shù)“貼圖”選擇“長方體”，確保窗框的部分也有貼圖，“長度”、“寬度”、“高度”要看情況填寫，一般三項的數(shù)值是相同的，本文三項參數(shù)值均為2。其他的材質(zhì)也用相同的方法賦給各個部分，但是參數(shù)需要根據(jù)物體本身的屬性進(jìn)行設(shè)定。墻面的最后效果如圖311：圖311 西墻效果圖 The rendering of the western wall 4)完善模型，刪除CAD圖將完成的各部分更精細(xì)的組合在一起，包括墻面與墻面的對接，窗戶與窗框的吻合等等。全部完成后，需要刪除CAD的底圖和立面圖，否則不僅會增大數(shù)據(jù)量，還會造成模型在ArcScene中失去紋理信息。主樓模型的最后效果，如圖312：圖312 主樓模型 The model of the main floor　三維植物模型的制作本文作者將樹分為三部分建立：樹干、樹枝、樹葉。以柳樹模型為例，加以簡單的介紹。1)樹干和樹枝是采用圓形、可編輯網(wǎng)格、擠出、彎曲、復(fù)制、平移等命令完成的，樹干與樹枝應(yīng)注意，形狀是下大上小。2)樹葉則采用三角形、可編輯多邊形、復(fù)制、平移等命令完成。3)將樹干和樹枝移動到適當(dāng)?shù)奈恢?，然后附材質(zhì)。為了減小數(shù)據(jù)量，材質(zhì)不選用貼圖，直接利用3DMAX自帶的材質(zhì)球，選擇與真實的柳樹相近的顏色即可，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)高光級別和光澤度。柳樹模型如圖313：圖313 柳樹模型 The model of willows　三維模型的導(dǎo)出與入庫 在3DMAX中完成三維模型的制作后，點擊導(dǎo)出，格式選擇*.3ds，新文件的名字和存放路徑最好是英文的，貼圖時所用到的貼圖文件也要放到相同的路徑下，這些都是確保三維符號在ArcGIS中不丟失紋理的前提。在ArcScene的菜單欄中點擊Tool,選擇Style→Style Manager，在彈出的對話框中點擊，勾選3DBasic、3DBuildings、3DTrees、3DIndustrial等ArcScene中自帶的3D符號庫。自定義符號庫的創(chuàng)建在Styles的最下方，定義好之后再添加至符號管理器中，如圖314：圖314 符號管理器 Symbols manager在對應(yīng)的自定義符號庫中，點擊Marker Symbols，在右邊的空白處單擊右鍵，選擇New → Symbol Property Editor，Type類型選擇3D Marker Symbol，此時會自動彈出對話框，找到之前存放*.3ds文件的路徑，打開該文件即可。由于符號材質(zhì)的關(guān)系，可能會加載幾秒鐘，此時不要點擊電腦的其他任何位置，等到完全加載完畢，再繼續(xù)操作，否則很容易造成軟件崩潰或無響應(yīng)。加載完符號后，要給符號重命名，方便之后使用。4 三維景觀模型建立基于前面各章節(jié)研究的理論、方法及相關(guān)技術(shù)，本文以遼寧工程技術(shù)大學(xué)校園為例，在ArcGIS中建立三維景觀校園。 實驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)本文主要側(cè)重運用GIS、遙感、三維圖形和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立三維景觀環(huán)境，提供三維空間瀏覽、編輯、查詢和空間分析。主要的數(shù)據(jù)源是遼寧工程技術(shù)大學(xué)校園的AutoCAD圖， AutoCAD圖包含了整個校園構(gòu)造的詳細(xì)的信息，如校園建筑物的位置、道路、人行道、花園位置以及獨立樹等，還包括校園平面的高程信息。遙感圖像是來自Google地圖上截取的遼寧工大校園遙感圖，色彩比較豐富，影像也比較清晰。部分實驗數(shù)據(jù)是本文作者經(jīng)實地采集獲得的數(shù)據(jù)，真實可靠。 數(shù)據(jù)庫建立一個高性能的空間數(shù)據(jù)庫的建立，其關(guān)鍵在于選擇一個恰當(dāng)?shù)目臻g數(shù)據(jù)模型。本文采用的是Geodatabase(地理數(shù)據(jù)庫)數(shù)據(jù)模型。Geodatabase是從ArcGIS 8開始引入的一種全新的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，它是一個建立在DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，database management system)之上的統(tǒng)一的、智能化的空間數(shù)據(jù)庫。本文的數(shù)據(jù)庫建立技術(shù)流程圖如圖41：分析各要素模型，以及Geodatabase結(jié)構(gòu)定義景觀模型數(shù)據(jù)庫利用ArcCatalog和ArcToolbox創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫圖41 數(shù)據(jù)庫流程圖 The flowchart of goedatabase1)建立數(shù)據(jù)庫。在ArcCatalog中建立數(shù)據(jù)庫，選擇Personal Geodatabase，設(shè)定參數(shù)：采用北京54坐標(biāo)系，黃海85高程系統(tǒng)，單位為米。2)將*.dwg文件轉(zhuǎn)換為*.shp文件。打開ArcToolbox，選擇Conversion Tools中的To Shapefile，雙擊Feature Class To Shapefile，點擊Input Features的瀏覽按鈕，選擇格式為*.dwg的處理好的CAD校園圖，設(shè)定好輸出文件的路徑。點擊OK。3)將*.shp文件入庫。選擇Conversion Tools中的To Geodatabase，雙擊Feature Class To Geodatabase(multiple)，點擊Input Features的瀏覽按鈕，選擇第二步生成的5種shp文件，點擊Output Geodatabase的瀏覽按鈕,選擇第一步建立的數(shù)據(jù)庫。點擊OK。4)打開ArcCatalog，在新建立的數(shù)據(jù)庫上單擊右鍵，選擇New → New Feature Class。Name中填寫英文，Alias中可以填寫對應(yīng)的漢字，Type要選擇Point Features。對應(yīng)的坐標(biāo)系和高程系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫相同。本文Geodatabase數(shù)據(jù)庫建立后如下圖42：圖42 Geodatabase結(jié)構(gòu)圖 The structure chart of Geodatabase 5)打開ArcMap軟件，右鍵添加Georeferncing工具條，點擊 Add Control Point 按鈕，將校園的矢量底圖與遙感圖加載進(jìn)去，利用Georeferncing 工具條上進(jìn)行配準(zhǔn)。點擊 Editor → Start Editing，根據(jù)地圖和遙感圖中地物的位置，在對應(yīng)的圖層中編輯相應(yīng)地物。添加各層數(shù)據(jù)的屬性字段，右鍵圖層選擇Open Attribute Table，在打開的屬性對話框中通過Options→Add Field添加名字和樓層數(shù)字段，然后依次寫入各個建筑物的名稱和樓層數(shù)，如下圖43所示：圖43 添加屬性字段 Add attribute field6)由于添加地物時，是根據(jù)矢量底圖與遙感圖上的地物的位置進(jìn)行肉眼識別并手動添加，所以會存在一定的誤差，導(dǎo)致符號無論如何放大、縮小都不能完全與遙感圖上的對應(yīng)地物位置相吻合，只能改變?nèi)S符號的空間偏移量達(dá)到目的，但是這樣一來有可能導(dǎo)致所有符號均向同一個方向偏移。為了能夠精確的用三維符號顯示地物，本文將不同類型的地物以name字段加以分類。下圖是以name屬性字段為唯一值顯示的圖，不同地物顯示相應(yīng)的符號。 圖44 ArcScene中符號分類 Symbols classification in ArcMap 三維校園景觀生成基于ArcGIS的三維景觀模型的建立的具體技術(shù)路線，如下圖45：采集校園照片，在Photoshop中處理紋理生成三維景觀校園在ArcMap中顯示校園平面圖，在ArcCatalog中建庫生成TIN網(wǎng)，建ArcScene中建立三維模型，與遙感圖疊加在3DMAX中建立三維模型，并賦予紋理導(dǎo) 入生成*3ds文件，建立ArcSense的符號庫AutoCAD的*dwg校園平面圖最后利用VBA嘗試二次開發(fā)圖45 建模技術(shù)路線圖 The roadmap of modeling technology 利用本文所述的原理及方法，本文以遼寧工程技術(shù)大學(xué)阜新校區(qū)為設(shè)計的例子，制作出了校園三維景觀模型，能夠很好的反應(yīng)其真實的紋理，達(dá)到逼真的效果，