使用地理信息系统进行校园三维建模

使用地理信息系统进行校园三维建模摘要:随着地理信息系统(GIS)技术在各个应用领域的广泛使用,GIS技术与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段的不断发展紧密相连,形成了各种不同功能的GIS系统软件。

针对目前我国许多高校在对校园建筑资源管理上的不足，采用先进的组件式GIS技术对学校的建筑资源进行科学的管理。

从而利用MO软件和Visual Basic编程语言开发的高校建筑资源管理系统。

以及系统设计过程中利用Access软件对数据库的设计和在Visual Basic平台及MO的组件下对程序的设计及系统功能的实现。

从而使现实校园在时间和空间上获得延伸，在现实校园基础上形成一个虚拟校园。

关键词：地理信息系统，ARCgis，校园三维建模，查询引言地理信息系统是由计算机硬件、软件、地理空间数据和管理人员共同组成的集合，以有效地获取、存储、更新、管理、分析和显示各种形式的与空间有关的信息。

地理信息系统采用的基本技术可归纳为地图分层、矢量抽象、空间数据与属性数据的划分三个方面。

当前，我们正处在一个信息采集、处理、分析和应用的方法发生重大变革的时代。

所以，地图、图片的智能化是地理信息系统（GIS）很重要的应用领域。

本校园查询系统采用通用桌面GIS软件MO制作吉林师范大学校园电子地图，以VB为开发平台，实现了空间信息的浏览、查询等功能，使吉林师范大学校园地图达到了数字化、三维化和电子化。

1.1校园平面图布局在绘图过程中，分不同颜色建立若干个图层进行描绘。

例如道路、建筑、绿地、楼房、水池、操场以及各特殊用地等都要建立单独的图层，便于管理和操作，同时也便于在MO 中分数据集进行管理，从而为工作带来简便，提高工作效率。

最后完成吉林师范大学电子地图布局图。

布局就是地图（包括专题图）、图例、地图比例尺、方向标、文本等各种不同地图内容的混合排版与布置，主要用于地图打印。

图1是吉林师范大学电子地图布局图。

图1为吉林师范大学电子地图布局1.2 建立校园建筑的三维模型完成吉林师范大学电子地图后，建立校园建筑的三维模型。

在数据集“建筑”下的“属性/矢量表结构”中加入字段值：Z（高程）、TEXTURE和HEADTEXTURE（图形文件），并加入高程值（估测值）和图形名称。

结果如图2。

校园建筑的三维动态图对于展示校园风貌有极其重要的意义。

1.3.1电子地图查询对电子地图所带信息进行查询有多种方法，如选择查询、最佳路径、相邻点、通达点查询、SQL搜索查询、属性查询、缓冲区分析查询等多种方法。

在查询之前在要查询的图层名上单击鼠标右键，选择“图层闪烁”，这样在查询结果出现后，被查找要素就会在地图上闪烁，从而确定其所在方位。

下面列举几种查询的方式：（1）点的信息查询在MO中，利用电子地图，可以选择点获取相应的信息，并在地图中选择需查询的信息点，还可通过框选、圆选功能查询所选矩形区域内或圆形区域内的所有点信息，获得查询对象的面积、长度等信息，以便进行模拟规划、绿化。

（2）地名查询由用户输入地名，对数据库进行模糊查询，对地图上相应的点进行闪烁显示。

（3）SQL查询MO中的SQL查询同大家熟悉的VFP的SQL查询一样。

工作空间就是一个数据库，只要指定查询字段，输入查询条件，就可以得到我们要的结果。

点击“查询”后，得到的结果将是带网格闪烁、符合条件的建筑对象。

（4）路径查询最佳路径、相邻点、通达点分析查询都是相对于线状的地图数据源来说的。

分析之前先要把线状图在“数据集”窗口下经过数据集拓扑处理生成网络状态，以便进行接点分析。

同样，相邻点、通达点都是这样的分析查询方法。

MO系统开发采用面向对象程序设计语言Visual Basic 6.0结合组件式地理信息平台MO 进行开发，把MO控件加入到VB中去，再依靠编写程序来实现开发目的。

开发的功能是很庞大的，包括地图跟踪、监测、三维化、智能化、查询、多媒体图文声像显示等等。

在此地图中，由于技术等问题，只做了部分的演示。

需要注意的是：源地图文件存放在计算机D 磁盘中的子目录下。

计算机需要安装MO平台和VB6.0。

（5）属性浏览可以实现地图的缩放、自由移动、全屏显示、属性查询等功能。

由于MO实现了图形和属性的一体化存储，因此可以方便地实现“图查属性”和“属性查图”功能。

（6）GPS追踪功能可实现演示计算机对被追踪对象的自动追踪。

此功能可用于对校园进出车辆的监测。

相信这种高科技、高效的手段在不久的将来将会被高校广泛采用。

（7）跟踪显示在地图中，可以实现围绕建筑、绿地、道路等对象的画线、画面的跟踪。

此功能和GPS 追踪类似，是结合计算机应用的一种生动有效的科技手段。

1.3.2电子地图在课堂中的应用依靠MO软件完成的吉林师范大学校园电子地图具有强大的功能，在这里只是介绍了其中的一部分，还有较多功能，尤其是开发部分还有待于进一步的发掘和学习，这对于GIS 爱好者具有较大的吸引力。

因此，在教学方面MO可以作为地理信息系统这门课程的一部分，由老师引导，激发学生在这方面的兴趣，改善课堂气氛。

另外，可以借助MO在校园网络系统中发布此地图，这样对学校新生有很大的宣传教育作用，通过对地图的浏览查询，可以更快、更便捷的熟悉校园，从而激发他们对学校的兴趣和热爱。

此外，在园林、花卉等专业课中通过多媒体播放地图，直观的研究地图，对地图中的树木、花卉进行学习、模拟配置，从而可以取长补短。

1.3.3电子地图在校园规划中的应用从此地图上可以反映出校园中建筑、绿地、铺装、植物等的数量及分布状况，揭示其利用特点和存在的问题，从而为合理利用资源，合理配置、布局和规划提供科学依据。

电子地图构造了一个与现实校园相对应的虚拟“数字校园”，可以为校园规划、管理、决策以及师生、家属的社会生活提供便利的信息服务。

1.3.4道路网络系统规划1.机动车道总的来说，校园道路是采用内环形的。

学校内外机动车可通过两个主入口大门，再经过几条主通道，到达各个行政办公中心、技术中心、体育活动场所、图书馆，并且在人流最多的澡堂、食堂、教学楼等地的主干道上设置路障，禁止车辆穿梭。

从地图上看，校园家属区和其他区域有明显的分界线和直干道，因此为方便管理，可进行隔离分区。

目前，校方也正在进行此项工作。

2.停车系统整个校园的停车系统中，主要小车停在办公楼和图书馆门前，停车位用白线划出。

另外，家属楼和教学楼前有自行车停放区，为方便上下班、课的学生和工作人员，这是很合理的。

还有，家属楼前还有装有防盗锁设施的停车位。

随着学校的发展、人们生活水平的提高，车辆也在不断的增加，学校也出现拥挤、车辆乱停的混乱状态。

在以后的规划中，以地图为参考，在地图上增加停车系统。

例如，可以通过点击电子地图中的停车位置来显示车主姓名、住址等基本资料，进行强制管理。

这些都可在地图上模拟，再实地实施。

3.种植景观规划种植绿化规划，应与建筑物规划保持同等的地位。

为创造丰富多变的景观效果，应综合考虑周边环境，为师生营造一个安全、舒适、健康、平衡的生态景观环境，兼顾可持续发展的需要。

因此，在规划中应结合东北四季特点，结合地图中景观、道路的位置因地制宜的配置不同的树种。

我们校园中以国槐（Sophora japonica L.）、雪松（Cedrus deodara loud.）等为基调树种，其他果树、灌木、绿地资源还是很丰富的。

从地图整体看，家属区的绿化还显不足，应增加树种，并组合乔灌草结合、长绿树与落叶树结合、速生树与慢生的结合，给人以清新的感觉和很好的学习生活环境是很必要的。

4.建筑用地规划通过对地图的缩微浏览，可以发现校区可分为6个相对独立而又有联系的区域：教学实验区、学生生活区、体育活动区、教工生活区、科技园区、开发及对外交流区。

对各项建筑工程、及体现学校风貌的雕塑艺术、广场、喷泉工程等的观察，应注意他们的结构和秩序性组合。

在规划中借此改建、增建、对老式平房、危房、影响风貌建筑的拆毁修建等，以达到最好的视觉效果。

5.公共设施规划校园中电话、路灯、指示牌、宣传画、垃圾筒、报刊栏等的数量、位置和组合，通过地图修改，在原有的基础上取长补短。

如，在行人最多、最吸引人、重要场所等地增设它们，给人们带来方便。

在人迹罕至处删减它们，避免造成资源浪费等规划问题。

6.其他规划应用在MO 开发中，多媒体图文声像演示本身为规划设计提供生动有效的素材和模拟资料；在监测、跟踪开发中为校园管理带来方便和安全，校园管理中心、车辆系统中安装了跟踪和接收信息系统后使校园逐步走向数字化。

在社会高度信息化、数字化的时代，建立一套校园规划、查询的信息系统是我们迫在眉睫的任务。

在数据采集上我们有丰富的历史数据资料，在总结前人经验的基础上，在老师不遗余力的帮助下我们完全可以自己开发的信息系统具有校园特色，有实用价值，使之在绿化、建设、规划中发挥出任何手段都不可替代的作用。

参考文献:[1]陈述彭，赵英时.遥感地学分析.北京：测绘出版社，1990，5[2]周心铁，刘毓华.组件技术与GIS的发展.计算机世界，1998-03-16[3]黄杏元，汤勤.地理信息系统概论.北京：高教出版社，1989[4]Proceedings of the second international workshop on geographical information system.(Beijing'90 8-11 August)。