冯雅兴

    来源：High&NewTechnology2016年05期

    摘要

    随着GIS(GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS)技术、计算机技术、图像处理技术等技术的日益发展，人们对于图像的感官不仅仅局限于二维平面，而是朝着三维方向不断发展。本文主要探讨了三维GIS是当前地理信息系统行业发展的热门行业之一。同时指出了SketchUp与ArcGIS在三维建模方面的结合应用、主要面临的问题和对于这两种技术结合应用的展望。

    关键词

    SketchUp；三维GIS；ArcGIS；三维建模

    1、引言

    随着人们对地理信息需求的不断增加，地理信息系统已经广泛应用于交通、土地、电力等各行业中。目前GIS成熟的研究成果大多集中于对二维空间信息的表达。作为新兴的三维GIS研究的成果相对较少。相比于二维的GIS，三维GIS对于客观世界的描述可以给人一种身临其境的感受，给用户呈现一个真实的现实实体。同时三维GIS继承ArcGIS强大的对空间数据的分析和处理能力，使得在对空间对象进行三维可视化分析、查询方面具有独特的特点。目前常用的三维景观建模方法有三维图形库OpenGL或虚拟现实语言VRML等构件三维模型，以及使用模型软件3DMAX、AutoCAD等建立模型，前者可根据用户需要方便地实现各种功能，但对建模者的操作能力要求高，操作复杂；后者则操作简单，易于掌握，建模效率高，但在功能的实现和效果方面有所不足。

    SketchUp作为一款优秀的三维建模工具具有易学易用、界面简单、操作方便等特点。同时软件里面的贴图功能可以很方便的根据现实世界客观实体进行很真实的模拟，极大的提高建模的效率,节省建模的成本。三维GIS与SketchUp结合应用不仅可以处理大批量的空间数据而且可以很快速的建立三维模型，将两者的优点发挥出来。

    2、应用分析

    2.1三维GIS

    三维GIS是GIS里面的一个分支。首先我们看看对于GIS的理解。对于GIS的理解有很多的说法，这里给出一个国内的一个定义。地理信息系统是在计算机软硬件的支持下，运用系统工程科学的理论和方法，综合地、动态地获取、存储、传输、管理、分析和利用地理信息的空间信息系统，具有数据采集与输出、存储与管理、信息查询与空间分析、空间决策支持、地图制图与输出等功能。而相比较于单纯的GIS，三维GIS也就是布满整个的三维空间的GIS，与传统的基于平面的二维GIS或2.5维GIS明显不同，尤其体现在空间位置与拓关系的描述及空间分析的延展上。这里需要指出的是对于三维的研究并不仅仅是对二维的简单的扩充，三维的模型、算法等都比二维的复杂很多。而作为GIS的一个分支，三维GIS借助于GIS强大的空间分析和查询功能，在一定程度上更好的表达了空间的实体，更加接近于现实世界。

    2.2SketchUp

    SketchUp是一款简单易学的三维建模软件。相对于其他的AutoCAD、3dsMAX等建模件，SketchUp界面简化，即使不是专业的建模人员也能很轻松的利用这个软件进行建模。同时SketchUp提供多种软件的接口实现不同三维数据之间的转换，尤其是与ArcGIS软件的完美结合，使得在ArcGIS里面的二维的数据可以很方便的导入SketchUp里面。同时在SketchUp里面建立的三维模型又可以很方便的拿到ArcGIS软件里面的ArcGlobe等进行浏览，具有极强的互操作性。在ArcGIS里面使用SketchUp也是极其方便的。利用SketchUp为ArcGIS提供的插件，只需要将SketchUpESRIPlug-in插件安装到ArcGIS软件，就能实现两者之间的数据交互。

    2.3SketchUp与ArcGIS软件的结合应用

    ArcGIS作为一款具有强大分析、查询、编辑空间数据能力的软件，广泛应用于各行各业。正是由于这种强大的空间数据处理能力，它就可以弥补SketchUp软件对于大数据处理能力不足的缺陷。在ArcGIS里面将需要建立模型的区域进行矢量化，利用ArcGIS软件处理空间数据的能力，赋予数据空间属性，然后利用SketchUpESRIPlug-in插件将编辑好的数据导入到SketchUp软件里面。在进行导入的时候也可以根据高度等属性值进行模型的拉伸等。由于在ArcGIS里面已经对大量的空间数据进行了处理，因此在SketchUp软件里面就只是做一些简单的模型的贴图、拉伸、修改等，可以极大的提高模型的建立效率。同时又克服了SketchUp软件处理空间数据能力不足和ArcGIS建立三维模型麻烦的问题，使两者完美结合。利用ArcGIS里面强大的属性、空间分析功能还可以对建立的建筑物进行空间分析以及属性查询，使得建立的模型更加实用。

    2.4缺点

    在具体使用这两个软件进行建模的时候也存在着缺点：

    （1）对于起伏比较大的地形，利用SketchUp建立的模型不能很好的将建筑物放到地形上的正确位置。SketchUp支持利用等高线等建立的地形起伏模型，但是对于起伏地形上的建筑物，由于等高线等的间距导致建立的建筑物模型有一些空隙，这样就极大的影响了美观。

    （2）SketchUp整幅图里面的单个模型越多，软件就变得很卡。

    对于这个问题利用SketchUp里面的图层分层可以得到适当的解决。但是一旦建立模型的区域复杂并且数量比较大时，就会出现卡机的情况。并且加入的单个树木等模型越多出现这种情况也越严重。

    （3）对于水底有起伏的数据进行建模时很难模拟。在对一些水底进行建模时会发现水底有地形的起伏并且这种起伏不能忽略时，就很难真实的模拟。这就导致了在对于需要进行水底数据建立模型时极大的不便。

    （4）建立的模型精细度不够。由于SketchUp软件里面功能的限制对于很多建筑都是采用贴图的方式完成，对于很多要求比较精细的部位没法构建模型。虽然利用SketchUp和ArcGIS可以很方便、快速地构建模型，但是在具体应用的时候也存在着不少的问题，这些都是后续发展的方向。

    3、展望

    SketchUp与ArcGIS的结合应用可以说是三维建模应用里面比较重要的一方面，对于空间数据建模起到了很大的推动作用。二者的结合将两者软件的优点都发挥出来，极大的提高了建模的效率，同时降低了建模的难度，节省了建模的开支。但是我们也应该看到这两者软件建模带来的不足，如何借鉴其它建模软件的长处来发展这两个软件的在建模方面的应用，还需要更多人的努力。

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