1 校園三維 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 校園三維 該平臺(tái)上用戶可以查看編輯三維建筑物屬性、定位興趣點(diǎn)、量算距離高度以及實(shí)現(xiàn)三維空間分析等操作。系統(tǒng)是采用 術(shù)在 發(fā)環(huán)境下以供的 為三維顯示平臺(tái)， 為圖層導(dǎo)航控件，其他功能通過開發(fā)實(shí)現(xiàn)，包括模型更新導(dǎo)入功能、屬性編輯功能、建筑定位查詢功能、三維交互測(cè)量功能、三維空間分析功能等。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層 利用據(jù)模型進(jìn)行三維空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。 設(shè)施 小區(qū)三維 統(tǒng)選擇 操作系統(tǒng)， 開發(fā)平臺(tái) 件 為 地 理 要 素 的 的 建 模 平 臺(tái) ， 采 用 編程開發(fā)環(huán)境。 發(fā)包組成，其對(duì)象與平臺(tái)無關(guān)，能夠在各種編程接口中調(diào)用，開發(fā)者通過它提供的強(qiáng)大工具構(gòu)建定制的 能。所有用 建的應(yīng)用需要 行庫，它提供了 用的核心功能，這樣程序發(fā)布時(shí)就不要求用戶在機(jī)器上必須安裝 只安裝一個(gè)運(yùn)行庫和相應(yīng)的許可文件，不同級(jí)別的功能是由許可文件控制。通過 供的嵌入式的 能向以非 有本試驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)目的與所要實(shí)現(xiàn)的功能要求，即側(cè)重于表現(xiàn)小數(shù)據(jù)量、小范圍區(qū)域內(nèi)精細(xì)場(chǎng)景的刻畫，要求能夠支持 型和復(fù)雜三維符號(hào)的顯示等，因此選擇采用 供的 件進(jìn)行三維系統(tǒng)的開發(fā)。 系統(tǒng)開發(fā)框架的基本思想是利用 現(xiàn)校園三維場(chǎng)景建模，利用 件開發(fā)包進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)。在 校園虛擬三維場(chǎng)景的基礎(chǔ)上管理小區(qū)內(nèi)的各類設(shè)施，將空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)管理 相結(jié)合。采用基于 術(shù)的集成開發(fā)模式，通過可視化軟件開發(fā)工具將功能進(jìn)行集成，形成最終的 2 圖 校園三維 提供友好的操作簡(jiǎn)單的用戶界面， 將地理信息、計(jì)算機(jī)圖像信息以及多媒體信息相結(jié)合，增強(qiáng)了通過可視化系統(tǒng)， 能對(duì)三維景觀進(jìn)行動(dòng)態(tài)漫游及飛行，從整體上更加直觀和綜合地對(duì)三維景觀進(jìn)行 全方位的瀏覽，提供距離 /面積量算、空間查詢、超鏈接、三維分析等功能。要求試驗(yàn)系統(tǒng)真實(shí)感強(qiáng)、運(yùn)行效率高。系統(tǒng)共分為五個(gè)功能模塊，分別為三維場(chǎng)景瀏覽模塊、信息查詢模塊、內(nèi)部實(shí)景超鏈接模塊、數(shù)據(jù)更新模塊及空間分析模塊。圖 3 圖 系統(tǒng)采用 據(jù)模型來統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。ic/入的一種全新的空間數(shù)據(jù)模型，實(shí)際上是建立在能化的空間數(shù)據(jù)庫。 用了面向?qū)ο蟮姆椒?，使得要素可以有自己的行為和屬性，另外要素類具有繼承性、多態(tài)性和封裝性。這樣，以更加符合自然的行為和人的思維方式去組織數(shù)據(jù)，更精確的模擬真實(shí)世界。圖 織結(jié)構(gòu)示意圖。 4 圖 型應(yīng)用于 雖然戶 臺(tái)支持將其他格式的三維模型作為點(diǎn)、線、多邊形三類地圖數(shù)據(jù)的三維標(biāo)注符號(hào)（ 3示在三維場(chǎng)景中，這 些格式包括郵 式、 立的 *要顯示時(shí)將符號(hào)調(diào)整到合適位置即可。但作為符號(hào)的話只能視為點(diǎn)狀對(duì)象進(jìn)行點(diǎn)綴而已，并不能對(duì)其進(jìn)行 我們用 此處不多贅述。在可以在戶 可以 在 下詳細(xì)論述 本文主要通過 插件轉(zhuǎn)換生成 維模型，安裝好將 1安裝 2安裝 第一個(gè)組件 (須放到 如 (D:),否則無法在 二個(gè)組件（ 3D D 必須放到 序的安裝目錄下 C: 5 安裝好 件后，在 會(huì)加載一個(gè) 具。此工具的作用是將 括 量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)）導(dǎo)入到 7需要說明的是，所有導(dǎo)入到 樣的話將 如圖 同時(shí)在 D 的 *，這樣就可以把 模型直接 導(dǎo)成 式。并且在導(dǎo)出模型的同時(shí)可以設(shè)置每個(gè) 6 將建好的 3 式的模型直接導(dǎo)成 戶 個(gè)選中的 導(dǎo)出模型的同時(shí)設(shè)置每個(gè) 型的屬性信息，如建筑物名稱、地址、使用者或者建筑物照片。即可在戶 詢、分析等操作。 圖 3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) 7 三維 為二維、三維功能開發(fā)的顯示平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上編程開發(fā)實(shí)現(xiàn)工業(yè)園規(guī)劃相應(yīng) 的功能。 嵌入式三維開發(fā)組件，負(fù)責(zé)場(chǎng)景的三維顯示以及完成對(duì)鼠標(biāo)操作的響應(yīng)。 包含 象和 (管理，包括圖層的添加、移 除、顯示和隱藏等。 過接口 包含了設(shè)定觀察者的位置的 選取相機(jī)的視角的 3高度拉伸、圖層疊加、光照渲染等功能。 G哪 是用來存儲(chǔ)場(chǎng)景中的三維符號(hào)模型。以下我們結(jié)合工業(yè)園規(guī)劃的實(shí) 際需要利用這些對(duì)象類來創(chuàng)建工業(yè)園的三維場(chǎng)景并實(shí)現(xiàn)各部分功能。 載數(shù)據(jù) （具體實(shí)現(xiàn)代碼 +貼圖） 增加加載數(shù)據(jù)功能來導(dǎo)入 要實(shí)現(xiàn)代碼如下 : 代碼： * (* E:3， 直接引用 檔 e: 添加一個(gè)圖層 添加一個(gè)圖形元素 通過 載柵格影像到三維 統(tǒng)主要代碼如下 : 八 8 .*)*.* 0) / +m 一 場(chǎng)景瀏覽功能只需基于戶 大柴旦工業(yè) 園二維界面的瀏覽功能 (二維地圖的平移、放大、縮小 )以及 三維瀏覽功能 (三維場(chǎng)景的平移、放大、縮小、導(dǎo)航、飛翔等 )。這里不做過多介 紹。這里主要介紹二維視圖三維視圖聯(lián)動(dòng)功能。在校園三維場(chǎng)景中，經(jīng)不經(jīng)意 的旋轉(zhuǎn)縮放和平移操作往往容易導(dǎo)致方位的迷失，使得迅速定位產(chǎn)生困難。 為了防止在三維漫游或者飛翔時(shí)無法準(zhǔn)確地定位，我們將工業(yè)園的二維底圖 作為導(dǎo)航視圖加入了 得我們?cè)谌S場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游或者 飛翔時(shí)，在二維導(dǎo)航地圖中可以實(shí)時(shí)顯示出相應(yīng)的視點(diǎn)位置，以便對(duì)漫游或者飛 翔時(shí)的所在位置有個(gè)總體的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在二維地圖中改變觀察位置時(shí)，相應(yīng)地 在三維場(chǎng)景中視點(diǎn)也可以跳到對(duì)應(yīng)的位置。 通過放大工具在 屏幕與該矩形框 的長度比或?qū)挾缺茸鳛?標(biāo)點(diǎn)為該矩形框的中心點(diǎn)，觀察者位置不變 ; 通過縮小工具在 該矩形框與屏幕 的寬度比或長度比作為 標(biāo)點(diǎn)為該矩形框的中心點(diǎn)，觀察者位置不變 ; 以原始 范圍作為 改變觀察者位置的 (x、 Y、 Z)值，改變 通過控制鼠標(biāo)來實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的三維飛行速度、方向進(jìn)行自由瀏覽。 （具體實(shí)現(xiàn)代碼 +貼圖） 校園二維界面的以圖查屬性功能只需基于 件而不用做 太多的開發(fā)，這里不做過多介紹。這里主要介紹大柴旦工業(yè)園區(qū)三維建筑物的以 圖查詢屬性功能。為了便于規(guī)劃設(shè)計(jì)者全方位地查看三維實(shí)體， 需要獲得地理實(shí)體在三維場(chǎng)景中無法直接反映出來的詳細(xì)屬性信息。由于可供查詢的三維地理實(shí) 9 體是采用 始存儲(chǔ)時(shí)只是保存了該地物的類型與唯一 關(guān)的屬性數(shù)據(jù)需要我們自己添加，而且是另外存儲(chǔ)在屬性表中的。為了方便與數(shù)據(jù)庫的屬性表一一對(duì)應(yīng)，在系統(tǒng)中需要對(duì)每一地理實(shí)體進(jìn)行統(tǒng)一編碼，以便實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊查詢?nèi)S模型時(shí)與相關(guān)的屬性記錄對(duì)應(yīng)。 （具體實(shí)現(xiàn)代碼 +貼圖） 代碼： 當(dāng)前點(diǎn)未能查找到任何要素 ): (): ; :/獲得焦點(diǎn) 上述代碼中，主要是通過 保存在 ，然后將 取 三維地理實(shí)體的其他屬性值，并在該窗體中顯示出來。 刀清除圖層列表 的內(nèi)容 :/清除屬性列 表 if(:i( i) 判斷是否為要素圖層 if( (為此，我們新增一個(gè)窗體 在其中添加一個(gè) 件顯示選中的地物，添加一個(gè) 嘰事件中，添加如下代碼 : ; if(l從 9)/左鍵點(diǎn)擊了查詢按鈕才發(fā)生 : /獲取的 10 : if() i+;/計(jì)數(shù) ，因刪除后總數(shù)減，計(jì)數(shù) i); : 在 發(fā) 115 舊 事件，并在 件中顯示該地理實(shí)體的詳細(xì)屬性，如圖 5一 8所示。 ;/消除 的內(nèi)容 刀將選擇的圖層相應(yīng)屬性添加到 0;j(j+) : : j) e: j): 1): 校園規(guī)劃涉及了大量的屬性，方便地管理這些屬性數(shù)據(jù)非常有必要 。屬性 編輯功能可以為工業(yè)園規(guī)劃設(shè)計(jì)及管理人員提供方便的信息更新功能，包括項(xiàng) 目、資源以及設(shè)施的修改 (或刪除 )等。屬性編輯的實(shí)現(xiàn)主要通過 過數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)建立的屬性與模型數(shù)據(jù)的 接屬性數(shù)據(jù)庫后，調(diào)用 屬性編輯的實(shí)現(xiàn)主要通過 過數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì)時(shí)建立的屬性與模型數(shù)據(jù)的 接屬性數(shù)據(jù)庫后，調(diào)用 句更新數(shù)據(jù)庫。 （具體實(shí)現(xiàn)代碼 +貼圖） 有時(shí)為了調(diào)整規(guī)劃方 案，需要改變建筑的高度、顏色、風(fēng)格、層數(shù)等規(guī)劃指 標(biāo)或者替換不同的建筑模型以及其它地理實(shí)體，以求建筑物自身及周圍環(huán)境的協(xié) 調(diào)，我們需要在三維建模軟件中改變建筑的高度、顏色、風(fēng)格、層數(shù)等參數(shù)，然 11 后重新導(dǎo)入到場(chǎng)景中。 （具體實(shí)現(xiàn)代碼 +貼圖） 代碼： ( 9; : 二 h: 二 : n.百 : 二 : : : 茄 e驪 : e: (茄 nt( : 空間分析包括距離量測(cè)、緩沖區(qū)分析、日照分析等。 二維的量測(cè)直接利用 里主要介紹三維場(chǎng)景中的 量測(cè)功能。三維 助工業(yè)園規(guī)劃系統(tǒng)的交互測(cè)量功能是使用測(cè)量工具在工 業(yè)園的三維場(chǎng)景中畫線，通過獲取繪制線上每一節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息計(jì)算得到繪制線 間的空間距離。通過鼠標(biāo)單擊事件來傳遞繪制消息。在測(cè)量狀 態(tài)下，通過鼠標(biāo)單 擊開始畫線，鼠標(biāo)移動(dòng)繪制線段，再次單擊完成一節(jié)線段，右鍵單擊結(jié)束整個(gè)線 段的繪制，同時(shí)獲取繪制線段上每一節(jié)點(diǎn)的二維屏幕坐標(biāo)，轉(zhuǎn)化為工業(yè)園場(chǎng)景中 的三維地理坐標(biāo)，通過空間坐標(biāo)計(jì)算得到整個(gè)線段所代表的距離。 （具體實(shí)現(xiàn)代碼 +貼圖） 具體功能代碼實(shí)現(xiàn)如下 : n( 12 三維量測(cè) if( 2) ; 3) : : 又 55二 if( 刀獲得臨時(shí)繪制線段的起點(diǎn)到新的定位點(diǎn)之間的距離 2): t( ): 3l): (): ( : ( ， 13 +0: : ( +0: 55， l): l): 重新繪制添加了定位點(diǎn)的臨時(shí)線段 : S 見 : 55: 55: ( : ( 顯示測(cè)量結(jié)果 + m(米 ) : : : (if(對(duì)建筑物內(nèi)部實(shí)景的表現(xiàn)可通過 360度全景展示功能來實(shí)現(xiàn) (圖 360 度全 景是一種基于靜態(tài)圖像在微機(jī)平臺(tái)上能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。讓人們通過可視化 窗口能夠進(jìn)行 360度全景觀察，而且通過交互操作，可以實(shí)現(xiàn)自由瀏覽，從而體 驗(yàn)三維的 360度全景是由兩大部分組成 :全景攝影與虛擬全景，全景攝影是指把相機(jī)環(huán) 360度的一組照片通過無縫處理，所拼接成的一張全景圖 14 像，而全景圖像