基于Google Earth技术的三维GIS研究

摘要：本文借助Google Earth技术，通过Google Earth API 和 KML对Google Sketchup搭建的三维模型开展研究分析，将研究完成的三维模型以网页形式展现，该网页具备浏览、定位及查询等功能。首先，描述了网络化三维GIS的两种方法，其次，通过实例对该网页实现过程进行研究，确保了三维GIS的实用性。

关键词：Google Earth技术 三维GIS 研究

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0109-01

随着网络的发展，网络化三维GIS已经成为GIS的发展趋势。借助Google Earth API和KML将三维模型网页化，使得地理空间更形象、逼真，实体再现三维模型。

1 网络化三维GIS的方法

1.1 三维建模

三维建模技术主要是依据物体的三维空间信息，借助相关建模软件还原构建物体的几何模型，常见模型有线框模型、表面模型、实体模型等。一般借助Google Earth建模有2种方法：

（1）借助直接建模工具建模，如Google Sketchup等工具；

（2）借助建模软件（如Auto CAD 或3DS max等）建模，通过建模软件建模需借助第三方转换工具将模型格式转换为KML文件，之后在Google Earth 上完成绘制。

近年来，因采用Google Sketchup建模生成的文件内存小、传输快，且Google Sketchup 和Google Earth具有良好的兼容性，便于模型处理和显示，很多学者借助 Google Sketchup建模的优点，利用Google Earth软件研发了一套新的快速建模方案。实践表明，借助Google Sketchup三维建模并传输至Google 服务器，大大填补了Google Earth三维表达上的缺憾，使得Google Earth 软件功能更完备。

1.2 网络共享

Google为了完成基于浏览器的Google Earth研发，提出了Google Earth API和KML。作为Google Earth应用程序开发接口的Google Earth API，其作用主要有几点：（1）方便第三方应用程序查询Google Earth上的信息及发送命令；（2）辅助Earth插件将Google Earth嵌入至网页；（3）添加标记、折线、3D模型，完成图片覆盖及KML文件加载，便于完成复杂的三维应用程序；（4）借助一定操作（如调用类、接口、数据结构及集合等）来操控Google Earth显示及其他。 KML是一种基于XML且可被Google Earth 客户端识别的数据文件，功能是用来描述和存储地理数据，其主要应用方向就是三维建模。Google Earth界面上显示的KML文件是一个封装的信息包，主要包括XML定义的三维模型中相对地理位置的ID、相对脚点位置、图片、比例、引用的材质、颜色、大小、位置等。图1表达了完整的Google Earth借助KML文件完成三维模型网络发布的流程。

2 三维GIS应用实例

2.1 概况

本文以某地区三维建模为例，详细说明了三维模型网络发布技术流程。主要建筑物有办公大楼、食堂、及训练场等。

2.2 系统架构

本实例中借助Google Earth实现的网络化三维模型网页展示主要实现了四方面功能：显示控制功能、浏览功能、地图操作功能、辅助功能。显示控制功能主要是通过调用Google Earth API图层显示接口，调控边界层和道路层的显示，以及三维模型图层的显示和隐藏；浏览功能主要是实现地图的放大缩小、上下平移、旋转及时间轴的自动浏览和查看；地图操作功能主要实现精确定位、切换至2D视图会自动显示中心坐标经纬度；辅助功能包括系统的帮助文档及相关链接。

2.3 三维建模

借助Google Sketchup三維建模主要包括几何建模和纹理建模两部分。通过 Google Earth获取待建模信息，形成建筑物平面图。三维建模的原则是“由小到大、整体到局部”，二维几何图形采用多边形建模类型，由二维变三维时，需要对局部形体进行拆分或合并处理。为了更好的完成纹理建模，需实地进行建筑物外观取材，作为三维建模后期纹理参考贴图。贴图应尽量小，方便存储和传输，并进行优化后才可投入三维模型构建中。

3 结语

综上所述，本文通过具体实例对基于Google Earth技术的三维GIS进行探究，将通过Google Sketchup软件建立的三维模型发布在Google Earth上，借助Google Earth API和KML对该三维模型进行二次开发并网页化发布，有效的实现了三维模型的共享，证实了三维GIS的实用性。

参考文献

[1]刘磊，仇菊香，刘晓红.基于Google Earth API的二次开发研究[J].测绘标准化，2011，（02）.

[2]高照忠，魏海霞.基于ArcGIS Engine的三维浏览器的开发应用[J].大众科技，2009，（06）.

收稿日期：2016-09-08

作者简介：王勇（1975—），男，汉族，安徽合肥人，硕士研究生，68232部队部队长，研究方向：指挥控制。