基于MapGIS10三维建模应用研究

(成都理工大学 四川 成都 610000)

随着现代信息化的快速发展，三维建模在数字城市、智慧城市、空间分析等领域建设中的作用日渐突出[1]。本文叙述利用GIS云平台软件MapGIS10和获取的三维空间结构信息，将目标地物进行矢量化处理，输入相应的属性信息，形成一个带有空间位置特征和属性特征的二维平面矢量数据。通过立体化表达三维场景模型，叠合DEM数据，根据相应要素类型和属性信息建立三维场景模型[2]，贴合纹理信息，并将SetchUP中建立的精细化单个模型导入到相应位置的场景中。这样的三维场景不仅具有高精度模型和空间位置信息，而且在建筑场景更加协调美观。

一、研究区概况

乐至县位于四川盆地中部，经度105.02，纬度30.28。本次建模以四川省乐至县城区为三维建模区域。根据建模需要，熟悉建模区域空间布局、下载遥感影像数据并对影像数据进行处理、了解县城的发展以及地形地貌。

二、数据来源与方法

(一)数据来源

影像数据采用WorldView遥感卫星成像系统所提供的高清晰遥感影像作为制作二维数据的底图。DEM数据使用91卫图软件下载遥感影像数据时，同时下载该地区高程数据。纹理信息是对建设区域进行实地拍照，将拍照后的数据在PS中对色调等调整；或者，建立系统库时材质库中自带的纹理贴图和颜色库。

(二)处理方法

在创建三维场景中，首先，收集相关区域数据，建立数据库，在矢量化后的二维地图数据基础上，给出地物相关的属性信息。其次，将获取的影像数据与DEM数据叠合，在三维空间中表现地形起伏特征。接着，使用具有高程影像作为地面建筑物的载体，将二维数据中的建筑物高度和采集的纹理信息[3]匹配高程信息进行三维建模。最后，将建立的单个建筑物模型导入到具有空间位置和纹理信息的场景中。同时，为了场景更加真实[4]，可以添加垃圾桶、红绿灯、粒子效果等。这种建模方式能够更加直观的体现三维场景的真实性和有效性。在地形数据分析、城市资源有效规划方面效果更好。具体实现思想如下：

图1 三维建模实现思想

三、二三维联动可视化展示

(一)三维场景

三维场景作为一切数据分析和模拟的平台，需要DEM作为载体才能进行可视化建模和空间分析[5]。关键技术如下：(1)建立三维地形模型。(2)建筑三维建模。对区要素根据高程表达式生成封闭面或水平面，并导入其纹理信息。(3)对点要素建立专题图。用点元素来表达道路两侧的路灯和垃圾桶、草地中的景观树木、公园中的桌椅等。(4)外部模型的导入，将SketchUP中的模型导入MapGIS10中使其具有空间位置。

图2 三维场景

(二)复杂单体建筑

简单的建筑只需根据高度拉伸并贴合纹理信息，复杂的建筑物则需要点、线、面的组合来表达建筑物的细部结构。主要思想是：将建筑分层建模。采用画区、线等方式表达建筑细部结构，对区、线文件进行拉升、偏移等操作。

图3 南湖走廊

四、洪水淹没分析

在三维场景中科学、合理的模拟洪水淹没的范围和淹没水深具重大意义[6]。本次洪水淹没分析，以大庆水库高度为454.4332米处作为淹没高度，对整个乐至县城被淹没情况做出分析，如图4所示，展现乐至县城被淹没情况。

图4 洪水淹没分析

本文详细介绍了三维建模的关键内容，包括建模实现思想、数据获取、建模方式、建模流程和复杂单体建模介绍，其中特别的介绍了复杂单体建模实现的具体思想，并实现在MapGIS10中进行细节建模的突破性技术。最后，在第三部分利用三维建模的平台，进行了空间分析，并根据具体的分析内容和分析区，阐述了三维模型场景中空间分析的典型应用。不断提升三维建模技术水平，并应用在对大众的服务，正是三维建模应用研究的重要意义。