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城市三维立体地图的研究与制作

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城市三维立体地图的研究与制作城市三维立体地图的研究与制作 32 卷 第 1 期第 Vol.32 No.1 吉 林 地 质 2013 年 03 月 JILIN GEOLOGY Mar. 2013 文章编号:1001—2427(2013)01 - 140 - 3 城市三维立体地图的研究与制作 胡维阳 吉林省地矿测绘院,吉林 长春 130062 摘 要:电子地图中的三维立体地图随着迅速发展的计算机技术和测绘技术,逐渐得到人们的青睐。三维立体地 图就目前而言适合应用在表示空间现象的总体形态上,其中包括三维景观地图、虚拟仿真城市、三维地形图等。 - 而三...
城市三维立体地图的研究与制作
城市三维立体地图的研究与制作 32 卷 第 1 期第 Vol.32 No.1 吉 林 地 质 2013 年 03 月 JILIN GEOLOGY Mar. 2013 文章编号:1001—2427(2013)01 - 140 - 3 城市三维立体地图的研究与制作 胡维阳 吉林省地矿测绘院,吉林 长春 130062 摘 要:电子地图中的三维立体地图随着迅速发展的计算机技术和测绘技术,逐渐得到人们的青睐。三维立体地 图就目前而言适合应用在示空间现象的总体形态上,其中包括三维景观地图、虚拟仿真城市、三维地形图等。 - 而三维电子地图具有真实性、直观性、方位性及立体性等优点。文章详细地阐述了三维立体城市地图的制作过程。 关键词:城市三维立体地图;制作;采集信息;摄像 中图分类号:TP302.4 文献标识码:B Map-making and study of three-dimensional city map HU Wei-yang Institute of Surveying and Mapping of Geology and Mineral Resources of Jilin Province, Changchun 130062, Jilin, China Abstract: With the rapid development of computer technology and mapping technology, three-dimensional map of the electronic map gradually get popular. Three-dimensional map is applied to the overall form of the representation space phenomena at present, including three-dimensional landscape maps, virtual simulation city, and three-dimensional topographic map etc.. Three-dimensional electronic map has the advantage of authenticity, intuitive, azimuth and stereo, etc.. The technological process of three-dimensional city map to be drawn is elaborated in detail Key words: The three-dimensional city map; the course of mapping;gathering information ;taking a photograph 城市三维立体地图相比于二维地图,可以让人即可实现动态三维立体地图的效果。 们对生活的世界做更加真实、准确的认识。通过 GIS 强大的分析功能和逼真的三维立体图像,人们 2.1 采集相关信息 对整个城市的未来、现在及过去能够更加动态、具 实行建筑物高度和地物高程采集,即利用机载 体、直观的了解到。通过立体感的三维地图,读者 激光雷达进行高程的提取方法,具体而言这种方法 在特定的视角下对真实的世界能够进行全方位地、 就是利用激光雷达技术,从雷达数据中提取出较为 动态地观察,得到的信息不仅丰富,而且最为直接 精准的 DEM。同时在计算机中存储获得的影像资 和最具真实感。 料,在贴纹理中进行使用。在拍摄建筑物轮廓的过 图 1 城市三维地图的制作流程图 Fig. 1 Flow chart of three-dimensional city map to be drawn 图 2 天津的三维地图 Fig. 2 Three-dimensional map of Tianjin City 等方面得到了广泛的应用。系统所具有的特点有 :地图的效果会直接受到二维平面地图软件配备完善, 数据处理简单,提供数据接 当空间比例和位置关系在二维平面口和系统全面的解决方案 ;数据精度高,回波多层 的,此时即使三维立体地图制作出来次 ;操作简单,集成度高,对各类惯性导航系统都 意义。为了避免这种情况,在获得清能够集成。 中采用 Google Earth 进行分层次,接 2.2 生成底图 底图的获取采用 Photoshop 进行合成 二维平面地图是底图的基础,在二维平面地图 片格式为 jpg,在 AutoCAD 中将此 142 第 32 卷吉林地质 调整位置使建筑物的位置和比例在二维地形图中精料相比贴图更真实更精细,在模型的复杂程度不增确地对应,就得到了一张精确定位的 dwg 格式图。 加的前提下利用贴图,对象的细节能够突出表现出 接着在 3DS Max 中导入制成的底图,在完成导入 来,创建出更加贴近现实的三维场景。有多种形式 后,按照需要的大小缩放视图中的底图。 的贴图,Biotmap 贴图是其中最简单的。三维地图 的制作过程中位图被使用的最多。材料的同一层级 2.3 建立三维模型 2.3.1选择建立平台 在贴图的时候可以被赋予多个贴图,用贴图混合材 考虑到开发系统的条件和成本,进行三维建模 料也可以通过层级的方式来实现。位图的获取使用 使用 3DMAX 并利用二维 CAD 基础。而且为了方 数码相机对图像进行拍摄,这样场景的制作在三维 便后期将 VR , Platform 三维互动仿真平台导入到 模型中吻合于现实中的实体,这个位图被作为立体 创建的模型中,在建模的过程中应遵循以下原则 : 图像的贴图。角度适合的照片从拍摄的实地照片中 尽量简单的模型、合理的模型分布密度。 进行选取,所需贴图单元可以用 jpg 格式进行存储 2.3.2 建筑物立体模型的生成方法 并且在 Photoshop 中进行处理。处理后的图片贴图 主要有三种方法 :NURBS、片面和多边形建 从 3DS MAX 中调用出来,对贴图的具体位置利用 模。由于多边形建模快捷简单,所以常被应用在 UVW 贴图坐标进行修改,从而得出接近实体的贴 建模中 ;同时建筑物的轮廓在制作底层图时已经 图模型。 绘出,实体模型的生成是将建筑物轮廓在二维底 2.3.5 灯光 图上向上做一定高度的拉伸,这个高度就是根据机 完成贴图和材质以后,在灯光没有创建时,会 载激光雷达系统生成出的 DEM 数据提取出建筑物 有 3 个缺省光源在 3DS MAX 中产生,然而真实色 最高点高程及地物高程,从而建立起三维立体模型 彩在所贴的材质中显示出来,黯淡的色彩,为了增 轮廓,建筑物的实体就出现在地图上了。同时还要 加效果很有必要为场景增加灯光照射。有三种灯光 采用布尔运算在立体模型建好后对其进行进一步 类型在 3DS MAX 中 :泛光灯、有向光源灯和聚光 的修改,其中的运算方法包括 Subtraction(B-A)、 灯。强度、位置、颜色、阴影、衰减等属性都包括 Subtraction(A-B)、Intersection( 交 )、Union( 并 )。 在所用模拟光源中。在不同的位置布置聚光灯,贴 通过这种运算进而提高了模型的完美度。 图的色彩变得鲜亮,对聚光灯的阴影进行控制从而 2.3.3 操作步骤 显示出具有真实感的立体模型。 选择修改对象 A 物体?在创建面板的菜单中 3 城市三维立体地图的演示选择复合对象?单击布尔运算?选择运算类型?单 制作三维立体地图演示的软件是比较多的,我 击拾取操作对象 B ?在界面中单击对象?完成操 作。 们以的 Platypus A nimator 为例来进行介绍,连续 性,导入静态观测数据,录入已知点坐标数据,编工作进程,而且基本避免了砍伐树木 辑点名称、天线高和天线类型,查看编辑时间线, 了与林业部门的毁林赔偿和行业纠纷处理 GPS 基线。基线解合格后进行网平差处理, 时间,促进了地质工程测量工作的顺平差结果输出所选坐标系的三维或二维坐标、基线 测量人员劳动强度也大大降低了。为 向量改正数、基线长、方位、点位精度、转换参数 质工程测量工作和其他测量工作提供及其精度,并同时输出单位权中误差及其他要求输 条件,取得了较好的经济和社会效益出的内容。 质勘查测量工作,有较好的发展。3.5 精度分析 参考文 :D 级 GPSP 控制网共有 2 个独立闭合 环,基 [1] 徐绍铨,张华敏,杨志强,等.GPS测量原理 绍 变长 线平均 长 8 272 m,最弱环全长相对闭合差 -6 学出版社,2009.出1.44 x10,最弱边长相对中误差 1/2 402 424,小 m 于 1/40 00 [2] G /T 18314-2009,全球定位系统(GPS)测 B/T0, 符合规范要求 , 。E 级 GPS 控制网最弱 环全长相 [3] 地质矿产勘查测量规范,GB/T 18341-20 质 对闭 差 1/58 446 小于 1/20 000,符合规 [4]刘 仁 ,刘廷明.精密工程测量控制网的范要求。采用 GPS 动态测点,其点位相对误差在 空间信息 2007(. 2).0.01 m,满足工程需要。 [5]张正禄 ,邓 勇,罗长林,杨奇儒测量控. 制 4 总结 靠性准则法[J]. 测绘科学. 2008,(2). [6]邓 勇,张正禄,黄江雄,等工程测量中. 的以上就是我主持的 GPS 测量控制网的设计、 题探讨[J]. 测绘科学. 2011,(5).施工、精度评定等工作,该控制网达到了所控制区 [7] 张鹏飞.GPS 测量控制网独立坐标系的 域所需的测绘成果的精度要求,也满足了勘探工作 勘探工程.2008,(10) . 的需要 ,与传统的全站仪光电测距、经纬仪视距 相比,地质工程测量精度因为使用 GPS 测量系统 得到了提高。大大降低了测量点位的累积误差,提 高了劳动生产率。当位于林区作业时,缩短了测量 ( 上接 142 页 ) 作[J].测绘通报,2002,(12). 在表示空间现象的总体形态上,其中包括三维景观 [2] 肖海威, 曹凯滨, 刘 洋. 城市统筹城乡规 地图、虚拟仿真城市、三维地形图等。而三维电子 地图具有的优点有真实性、直观性、方位性及立体 计与实现[J].城市勘测,2010,(1): 123-127性等。通过三维电子地图,人们对整个城市的未来、 [3]王永梅 ,舒娱琴,胡伟平.虚拟华师校 园现在及过去能够更加动态、具体、直观的了解到。 [J].华南师范大学学报(自然科学版),20 参考文献: [1] 阮 晴,何宗宜 基于.3DS MAX的武汉大学校园立体图的制
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