基于Google Earth Plugin的校园三维网页发布——以西南林业大学为例

章皖秋,齐超,林紫峰,周靖斐

(西南林业大学资源学院,云南昆明 650224)

基于Google Earth Plugin的校园三维网页发布
——以西南林业大学为例

章皖秋*,齐超,林紫峰,周靖斐

(西南林业大学资源学院,云南昆明 650224)

数字校园和Google Earth数字地球平台相结合已成为了实现数字校园的途径之一。以西南林业大学为例,采用Google SketchUp对校园建筑进行三维建模;然后基于本地服务器与Google Earth服务,利用Google Earth Plugin以网页形式在地球平台上发布学校三维全景,并提供浏览、定位查询等功能,使三维校园以一个新面貌出现。

Google SketchUp;Google Earth Plugin;校园三维

1 引 言

随着技术发展,人们要求用更直观、现实的方式来了解周围环境,以三维景观模型为主的数字城市虚拟系统也越来越引起人们关注[1]。近年来,随着Google Earth的普及进一步带动了数字地球的三维化,利用Google Earth实现虚拟现实场景迅速成为一个热点,将数字校园和Google Earth数字地球平台相结合也就成为了实现数字校园的途径之一[2]。

本文以西南林业大学为例,采用Google SketchUp对校园建筑进行三维建模及模型优化;然后基于本地服务器与Google Earth服务,利用Google Earth Plugin以网页形式发布学校三维全景,并提供浏览、定位查询等功能。校园三维网页的建设有助于加强学校宣传,为用户提供各种便捷服务。

2 三维建模

三维模型是校园三维建设的重要组成部分,本文选用Google SketchUp来对校园建筑进行三维建模。Google SketchUp简单易学,建模效率高、可直接为表面赋予材质、贴图;它提供多种接口,既可与其他三维数据互转换,又可与Google Earth、ArcGIS等多种平台结合;还能免费利用Google Earth的地形和影像数据[3];在模型精细表达和数据量上能达到一个较好平衡。

图1是利用Google SketchUp建立的西南林业大学的标本馆和国际交流中心。其流程为:首先从Google Earth获得影像图;勾绘建筑物底面的矢量图;然后根据以每层3 m和建筑层数估算楼高,创建建筑物的简单三维模型;在简单模型上创建台阶、房檐、房顶等特殊表面,完成无材质的初步模型;然后,用处理好的真实照片材质,采用投影贴图方法对初步模型贴图,完成建筑物三维模型(SKP格式)[4]。在建模型过程中,采用贴图替代细小面构建、用组件简化重复形状的构建这两种方法优化模型结构。

图1 西南林业大学部分三维建筑模型

3 基于Google Earth Plugin插件的网页发布

Google Earth Plugin是Google公司发布的浏览器插件程序和应用程序接口,用来支持Google Earth卫星影像在Web上的展示[5]。通过该插件用户可在自己编写的网页中漫游至地球上的每个地方,并应用相应的API把三维度模型加入到Web应用程序中,使得三维功能得到增强。

通过Google Earth Plugin实现校园三维模型发布,有基于Google Earth服务器的发布、基于本地服务器的发布两种方法[6]。基于Google Earth服务器的发布,三维模型文件保存于Google提供的服务器数据库中,在数据处理和传输、网络控制、服务器条件,开发难易上具有优势;但模型管理权限在Google公司,不在开发方,会引起模型所有权问题,并且不利于模型的维护、更新。基于本地服务器的发布,模型文件保存于本地服务器中,模型管理权限在开发方手中,对系统的维护升级、模型更新较为容易;但其模型发布对网络传输条件要求较高、开发难度相对较大、数据的组织和管理复杂。

从模型和系统的管理方便角度出发,本文采用了基于本地服务器的发布方法,实现西南林业大学校园三维的网页发布。

3.1 发布流程

图2 西南林业大学校园三维网页发布流程

图2为西南林业大学校园三维网页发布流程。首先,校正Google SketchUp建立的校园三维模型的坐标,使之与Google Earth提供的基础影像、地形数据匹配,并统一所有数据的坐标系。由于SKP格式数据量庞大,不适合网络传输,而KMZ格式保留了SKP的边线、材质、纹理,使用三角形替换面,数据量明显下降[7],因此需要将模型格式由SKP转换成为KMZ格式,并将KMZ文件上传放置于本地服务器。然后,安装Google Earth Plugin插件,并从官方网站申请一个Key,该Key和域名互为唯一绑定,Google Earth Plugin将从Google Earth服务器中加载影像、地形等基础数据,从本地服务器中加载校园建筑三维模型与其他用户数据。最后,用KML和JavaScript语言在网页上实现校园浏览导航、建筑物定位、建筑属性信息显示等功能。

3.2 网页功能设计

基于本地服务器调用,本文通过JavaScript、KML、Google Earth API实现西南林业大学的校园三维网页的开发。网页主要功能包括:显示Google Earth影像、加载三维模型和其他地理数据、定位显示、建筑物介绍。图3为网页页面设计,页面框架左半部包括标题栏、学校主页和教研室网站链接、校园三维显示窗体、校园建筑物定位链接;右半部分为图层选择框、标志性建筑物定位链接、建筑物属性信息显示窗体、状态栏。

图3 西南林业大学校园三维网页

校园三维显示窗体主要显示各类数据,包括来源于Goolge Earth的影像、地形、道路等基础数据,和本地服务器上的校园三维模型、其他地理信息数据;但要关闭Google Earth自身的三维图层链接,避免和本地三维模型库冲突;在该显示窗体内还设置了漫游工具、经纬度显示、缩略图。

在校内建筑定位链接和标志性建筑定位链接中,当用户点击选中建筑物名称后,校园三维显示窗的视域会自动飞行切换到目标建筑物的视角,并显示相应的经纬度和海拔;同时,在建筑物属性信息显示区会呈现目标建筑物的基本信息及现实环境中的图片。

图层选择框提供了4个功能图层:三维模型、Panoramio图片、Google Earth Hacks、WikiMapia。三维模型加载是整个网页的显示核心,由于自动加载会占用大量带宽和系统资源,因此将三维模型加载作为可选项,在网页初始加载时,校园三维显示窗体的地球平台上只显示基础数据,并且定位于西南林业大学;用户通过复选框决定是否加载三维模型。Panoramio图片选项可显示网友上传的图片,增进用户对真实校园环境的理解,如图4所示。Google Earth Hacks提供了街景观看功能,但目前我国还没能上线,加入此功能是为了系统将来的提升。WikiMapia是Google及Wiki引擎的计划,目标是“描述地球表面”,学校可通过Wiki引擎在学校及附近区域添加官方介绍,可在网页中直接调用,实现重要宣传信息的发布。

图4 网页中的Panoramio图片显示

4 校园三维网页应用

西南林业大学校园三维网页可以为广大师生和校外人员提供各种服务。校外人员可通过校园三维网页游览学校,对学校及周边环境有一定的了解,这对于学校宣传工作将起独特作用。新生可根据报道指南,在校园三维网页上先熟悉校园,这有助于新生在报到时顺利到达各指定点,办理各种手续,为学生和校方都节省了时间、精力。同时,学校经常会有计算机、会计等重要等级考试,考生可在该三维校园里事先了解考场具体位置,避免考前走冤枉路,同时可结合Goolge Earth的电子地图,确定好到达学校的最佳路线。

5 结 论

西南林业大学校园三维网页建设,通过Google SketchUp将校园中各地物信息建立为三维模型,然后结合本地服务器和Google Earth服务,基于Google Earth Plugin将三维模型导入到地球平台上进行网页发布,使三维校园以一个全新面貌出现,有利于充分发挥各种校园数据的作用,实现校园基础数据的共享,提高人们了解校园概况的效率,提供一种全新的校园规划、建设和管理理念。在下一步的工作中,将把该网页融入学校主网站中,使用户真正能快速、直观、形象地了解校园情况。

实现校园三维化,不仅能有效提高校园地理信息的可视化程度,而且能推广地理信息在公众中的影响力,帮助人们便捷的使用GIS查询、分析功能,也对“数字小区”、“数字交通”、“数字城市”等中小范围区域的信息化建设工作起到重要的试验作用。

[1] 罗虹,王士勇.基于Virtools技术的虚拟教学系统的设计与实现[J].现代教育技术,2007(10):57～60

[2] 余运志.GOOGLE EARTH平台在数字校园建设中的应用[D].武汉:武汉大学,2009

[3] Google Inc.SketchUp Users'Guide[DB/OL].http:// download.sketchup.com/OnlineDoc/gsu6_win/gsuwin.html,2010-7-26

[4] 陈锦昌,詹伟杰,何正国.虚拟校园中三维景物表面贴图的研究[J].东华大学学报(自然科学版),2005,31(4): 57～61

[5] 刘红彦,任军.Google Earth Plug-in的实时信息发布技术[J].时代教育,2008,8(1):111～112

[6] Google Inc.Google地球API开发人员指南[DB/OL].http://code.google.com/intl/zh-CN/apis/earth/documentation/#installing_the_google_earth_plugin,2010-7-26

[7] Google Inc.KML Documentation Introduction[DB/OL]. http://code.google.com/intl/zh-CN/apis/kml/documentation/kmlelementsinmaps.html,2010-07-26

Publishing of 3D Campus Webpage Based on Google Earth Plugin: An Example of Southwest Forestry University Campus

Zhang WanQiu,Qi Chao,Lin ZiFeng,Zhou JingFei
(School of Natural Resources,Southwest Forestry University,Yunnan 650224,China)

Using the digital earth platform of Google earth to realize 3D(three-dimensions)campus has become one of the ways to establish virtual campus.The 3D campus of the Southwest Forestry University was realized.The 3D models of the campus building were constructed by using Google SketchUp.Then,based on the local server and Google Earth serving,the webpage of the 3D campus on the digital earth platform was published by using Google Earth Plugin.And functions such as browsing and inquiring were provided.

Google SketchUp;Google Earth Plugin;3D Campus

1672-8262(2011)04-26-03

P208.2

B

2011—01—22

章皖秋(1979—),女,讲师,主要研究遥感图像处理、地物波谱分析。

西南林业大学国家林业局森林经理学重点学科(XKZ200901);西南林业大学重点基金(200702Z)