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摘 要

我国二维GIS发展相对成熟，三维数字城市建设存在着建设成本高、数据量大、数据传输速度慢等问题，许多学者提出的建设方案都需要改进。本文以淮安市淮海广场为例，结合Google SketchUp软件和ArcEngine开发平台，以建设三维数字城市的技术流程为线索，阐述了建设三维数字城市的步骤，实现对淮海广场三维数字城市系统的快速建立。

关键词：三维GIS，数字城市，Google SketchUp，ArcEngine

Abstract: Development of the two-dimensional GIS is relatively mature, there is a three-dimensional digital city construction high construction costs, the amount of data, the data transmission speed and other issues, many scholars have proposed building program needs to be improved. In this paper, Huaian Huaihai Plaza, for example, the combination of Google SketchUp and ArcEngine software development platform to build technical processes 3D digital city for clues to explain the steps to build 3D digital city, to achieve rapid establishment of Huaihai Plaza 3D digital city system.

Key Words: Three-dimensional GIS, digital city, Google SketchUp, ArcEngine

目 录

1 引言 4

2 开发技术概述 4

2.1 Google SketchUp概述 4

2.2 SketchUp6 ESRI概述 5

2.3 ArcEngine概述 5

3 实现三维城市信息系统的技术路线 5

4 二维底图制作 7

4.1数据来源 7

4.2 数据处理 7

5 三维城市模型的建立 8

5.1 建筑物模型绘制 8

5.2 纹理映射及贴图 9

5.3 ArcScene三维场景浏览的实现 10

6 三维数字城市系统简单功能的实现 11

6.1 系统界面 11

6.2 主要功能的实现 12

结论 18

参考文献 19

1 引言

随着信息技术的快速发展，地理信息技术已经广泛应用于国土、林业、电力、水利、交通等领域。传统的二维GIS的发展已经十分成熟，作为抽象符号的二维数据很难在视觉感受上给人以真实的感觉，而三维可视化技术的发展也催生着三维GIS的发展。三维GIS相比于二维GIS，对现实世界的表达给人以逼真生动的的映像，它以三维立体模型表现地理空间现象，表达出空间对象之间的平面及垂直关系^[[1]]。在目前的技术背景下，如何利用现有的二维地理空间数据，快速的、大批量的生成三维模型，如何既实现逼真的场景效果又能满足GIS空间分析、属性查询的需要是三维GIS研究的主要问题^[[2]]。

目前我国市场上有多种应用于三维数字城市建设的GIS平台，主要有Google Earth、ERSI ArcGIS、Skyline等等^[[3]]。用于三维建模的软件更是繁多，比如3DMaxs、Google SketchUp、ESRI.CityEngine等等^[[4]]。国内有很多学者就Sketchup与ArcGIS结合制作三维城市的方案进行了探索。比如，贺军亮^[[5]]的《基于三维GIS的虚拟场景制作与发布》 ，沈靖翔^[[6]]的《基于SketchUp和ArcGIS的三维场景构建技术研究》 ，宋利杰^[[7]]的《基于ArcEngine与SketchUp的GIS系统构建》等。但是由于技术条件的快速变化，以前的部分技术步骤显得多余和复杂，而且他们构建三维城市的成本相对较高、周期相对较长。

本文以淮安市淮海广场为例，结合Google SketchUp6建模软件与ArcEngine开发工具，用ArcMap软件进行底图的绘制和SketchUp软件进行模型的创建，最后结合ArcEngine进行二次开发，快速实现三维数字城市信息系统建立。

2 开发技术概述

2.1 Google SketchUp概述

SketchUp又名“草图大师”，是Atlas software公司开发的一款建筑设计软件。该公司在2006年被Google收购，并于2007年发布了Google SketchUp 6．0版本^[[8]]。SketchUp通过简约而详尽的颜色、线条和文本提示来指导操作者快速操作。使用者不需要输入坐标数据，就可以根据鼠标的位置跟踪来完成相关建模操作。这样人们就更容易学习、更容易使用并且(最重要的是)更容易记住如何使用该软件，从而使人们更加方便地以三维方式沟通和思考^[[9]]。SketchUp是一个针对设计方案的建模工具，它的命令不仅能够充分表达出使用者的设计理念和思维而且完全符合与用户的即时交流的要求，它使得使用者可以在计算机上进行直观的三维构思，是实现三维建筑设计方案的优秀设计工具。

2.2 SketchUp6 ESRI概述

SketchUp6 ESRI是一款用于实现Google SketchUp与ArcGIS之间进行数据交互的插件。此插件包含两个工具：①GIS Plugin；②3DAnalyast SketchUp 3D Symbol Support^[4^]。主要应用于SketchUp6版本和ArcGIS9.2版本，从ArcGIS10.0版本已经开始兼容SketchUp的建模数据，在ArcScene和ArcGlobe中可以直接打开skp格式的文件，也就是没必要在SketchUp中利用插件导出ArcGIS支持的mdb格式的模型。本文应用此插件从ArcGIS中导出建模需要的底图。

2.3 ArcEngine概述

ArcEngine是一个基于组件嵌入式的GIS开发框架，是创建GIS桌面应用程序的开发产品，可以用ArcEngine开发工具包创建基本的地图浏览器或综合、动态的GIS编辑工具^[[10]]。ArcEngine由两个部分构成：软件开发包和可分发的运行库。ArcEngine软件包包括：工具条、基本工具、控件和对象库。本文采用C#语言和Visual studio2010开发套件基于ArcEngine开发平台建立一个简单的三维城市信息查询系统。

3 实现三维城市信息系统的技术路线

本文实现的淮安市淮海广场建筑信息查询系统的流程（见图1）主要分为三部分。

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