基于ArcGIS和Creator的三维地形建模

基于ArcGIS和Creator的三维地形建模

第14卷　第3期　

　　2009年7月集美大学学报(自然科学版)JournalofJimeiUniversity(NaturalScience)Vol.14　No.3Jul.2009

[文章编号]1007-7405(2009)03-0269-05

基于ArcGIS和Creator的三维地形建模

周世波,许建锋

(集美大学航海学院,福建厦门361021)

[摘要]利用ArcGIS和Creator在三维可视化建模方面的特点,根据构建三维地形数据来源的多样性,

给出地形建模中数据的获取方法,并就数据的转换和优化处理进行了分析.以湄洲湾三维地形的可视化为例,提出了基于ArcGIS和Creator构建三维地形的方法和一般流程,探讨了地形数据库优化的方法.

[关键词]地形;三维建模;ArcGIS;数据处理

[中图分类号]U67517[文献标志码]A

0　引言

,,如岸线的使用状况,.,而在视景系统中,,而且模拟器的画面更新速率要求不低于24帧/s,,选取最优的地形绘制算法来快速生成高度真实感的三维海、岸地形[1].ArcGIS三维分析模块和Creator三维可视化及地形建模的强大功能,制作出满足航海模拟器要求的湄洲湾三维地形,并介绍了利用这两个可视化工具建立地形的技巧和过程.

1　ArcGIS和Creator介绍

ArcGIS是一个全面的、可伸缩的GIS平台,可以为用户提供构建一个GIS系统的解决方案.其中,ArcGIS3D分析是ArcGIS桌面产品(ArcView,ArcEditor和ArcInfo)的三维可视化和分析扩展模块,用户可以利用这个模块有效地显示和分析表面数据,并且可以利用其内含的三维可视化和地形建模功能.3D分析扩展模块的核心是ArcScene应用,它为多层三维数据图的显示观察以及表面数据生成和分析提供了用户界面,使用3D分析模块,用户可以从多个视点检查一个表面,查询表面,并能将栅格和矢量数据贴在一个表面上,生成现实的影像效果,同时,也提供高级的GIS工具用于三维建模.

Creator是美国MultiGenParadigm公司开发的著名实时三维仿真建模工具,性能优越,系统平台的稳定性好,是很好的实时建模软件,为客户提供了一整套的视景仿真解决方案,其OpenFlight格式已成为实时三维领域最流行的图像格式及仿真领域的行业标准.在拥有强大建模工具的同时,Multi2gen还拥有强大的兼容性,与许多重要的VR(VirtualReality)环境兼容,例如可以转换VRML、Auto2CAD、STL等数据.正是这种兼容性,使得Creator能够和许多软件交互使用,最大限度地发挥各自优点,使得三维模型能够很好地表现出来[2].

　　[收稿日期]2008-08-28　　　　[修回日期]2008-11-07

[作者简介]周世波(1978—),男,讲师,硕士,从事航海技术研究.

基于ArcGIS和Creator的三维地形建模

270 集美大学学报(自然科学版)第14卷2　数据的获取和处理

211　地形数据的获取

生成真实感地形前,需要收集可视化区域的大量数据,一般来说可以从以下几个方面来获取数据.1)工程设计CAD图和文档资料.作为一种最初的基础参考资料,包含可视化区域的各个码头及其设施、航道、助航物等详细信息,这些信息在构建地形的三维模型时会起到很重要的作用,但从这些资料中获取所需要的数据时,需要人工判读,工作量较大.

2)纸质海图.通过扫描,把纸质海图转化为位图格式,在PhotoShop中修改每个陆地、岛屿的底色,按照等高线走向,颜色灰度渐变,如,高程为0的海洋区域,灰度为0,随着海拔升高,灰度逐渐加大,最后把位图图像保存为RGB格式,利用Creator所带的Image2ded程序转换图像文件为生成三维模型所需要的DED(DigitalElevationData)数据.

3)电子海图.电子海图作为数字化的纸质海图,包含了地形建模所需要的信息,如地理目标的位置,建立地形所需要的等高线或高程点,地形的形状、边界等.与纸质海图相比,从电子海图中提取出所需要的数据更方便可靠,也更便于修改.

4)卫星遥感图像.卫星遥感图像已进入一个高分辨率、高精度.感影像保证了地面的资源、环境等主要内容都清晰可见,,是生成DEM的重要数据源.

212　数据的预处理

,、数据转换时的信息损失、,,因此必须对原始数据进行查,通过目视判读发现与实际地形地貌的差异一般来说,在数据收集和处理时存在的问题主要包括等高线出现断线,某些位置缺少高程点和边界轮廓没有界限这三方面.相应的处理策略是根据原始数据添加一些控制点,连接断线和手工添加边界.图1所示为青兰山山顶添加最高点前后的对比图

.

3　三维地形的生成和优化处理

实际地形的生成是从获取数据到第一次生成标准OpenFlight格式的FLT文件的过程.在这个过程中,涉及到数据格式的转化和数据优化处理等问题,其流程如图2所示.

311　数据的转换

在湄洲湾三维地形可视化的过程中,数据的获取是多方面的.由于湄洲湾正处于开发时期,一些航道、锚地和码头已经规划好,但目前还没有开始建,现有的一些航道也正在改造,所以,在数据获取时,对于现有的码头、航道和锚地的地理位置、高程等数据可以从纸质海图或者电子海图上获得,而规划中的码头、航道和助航物的相关数据只能从相关工程可行性报告或者设计报告中获得.这些数据格式不同,在使用前,需要通过AutoCAD、Photoshop、3DMax和ArcGIS等软件进行相应的转换,最

基于ArcGIS和Creator的三维地形建模

　第3期周世波,等:基于ArcGIS和Creator的三维地形建模 271 终生成在ArcGIS中的ArcMap可以识别的shp文件.图3即为提取所有数据后湄洲湾 …… 此处隐藏：2816字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……