基于3D GIS的数字社区三维仿真系统

　　数字社区是数字地球的微观表现, 是数字地球在某一社区的放大效果。也可以说，数字社区是数字地球的理论、技术和战略应用到社区网络化、信息化和智能化建设的具体体现[1]。

　　数字社区建设包括信息平台建设和硬件平台建设。在信息平台建设中常规的二维信息系统难以处理越来越复杂的三维数据，越来越需要虚拟现实技术的支持。

　　为此针对不同规模和类型的社区，必须提出三维数字社区的解决方案。就此讨论了以三维地理信息系统软件VRMap作为视景驱动工具，开发社区真实动感景观的过程。文章首先详细讨论了如何利用现有数据资料构建三维仿真场景的步骤，以及对场景的优化;然后阐述了在建好的场景基础上，借助VRMap 强大的二次开发功能实现 GIS、社区规划和属性查询等功能。

　　1 社区三维景观构建

　　1.1 数据资料准备

　　为了作图时不偏离实际情况,具有真实感,我们收集了某社区的二维平面图、并到实地观察,利用数码摄像机对社区内的景观及每标志性建筑用数码相机进行了拍照,并将摄得到的影像数据导入计算机并储存为jpg格式,以供贴纹理时使用。

　　1.2 三维地形的数据采集和建立

　　数字地面模型(DTM)是三维数字社区的场景基础，要生成DTM，首先必须生成地面的高程栅格数据[2]。在VRMap 中地形建立可以是数字高程模型(DEM)，也可以是等高线数据。DEM 数据可以从航空立体图像对或高分辨率卫星立体影像对中采用影像匹配技术自动提取，但该方法花费人力、物力较大。在本项目中，对方提供了1：500的Au-toCAD 格式的数字地图，其中第 43 层包含了地形的基本数据：高程控制点和标高注记。因此可以通过读取高程控制点的X、Y 坐标和高程，来生成DEM 数据。在 VRMap 中,对 DEM 进行正射影像的地理匹配时并不是利用 cdr 和 tfw 文件进行自动匹配, 而是采用MapInfo 的TAB 格式地理匹配文件进行批量匹配, 因此在进行自动匹配之前,需利用程序将AutoCAD 文件转换为 TAB 格式地理匹配文件。

　　1.3 三维模型的建立和导入

　　社区三维景观模型是指在三维空间中对社区地形表面以及地表以上的各种自然与人工地物的三维模拟表现，以便产生与真实场景中相同的体验、刺激、感知与印象的数字景观。 因此三维景观模型建立的任务，是依据不同类型地物的各自特点，建立能够反映各自特征的三维模型，以尽可能真实地表现量测区域的真实景观。

　　VRMap提供简单的多边形和圆形楼块的建模功能，但是比较粗糙，远不能满足数字社区的要求，更加完善和精细的模型都是通过3DMAX建 立 后 再 导 入VRMap的。建模的的第一步工作是获取测区景观、建筑物的尺寸，该数据可以从AutoCAD格式的数字地图中获取。第二步进行测区内地面景观的野外调绘工作. 目的是获取测区内地面实际景观的直观印象，以对后续的景观制作有整体的把握。其具体工作涉及两个方面：一是对测区内各种地物纹理拍摄;二是结合所拍摄的纹理图像，对测区内相关地物的结构、类型、特性、楼层高度、拍摄相片与实际地物的对应等方面进行实地记录。