基于Skyline校园三维可视化的技术发展
基于CityEngine建模技术的三维虚拟校园开发与制作
42软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●项目性质：赛尔网络下一代互联网技术创新项目；项目名称：基于IPv6的AR 录取通知书设计与实现；项目编号：NGII20180610。
三维虚拟校园漫游系统以其逼真的校园环境再现能力和丰富的交互功能，在校园规划、对外宣传、帮助新生熟悉校园等方面，都能起到非常重要的作用，近年来在国内外高校中得到了广泛的应用。
笔者在赛尔网络下一代互联网创新开发项目研究中，也制作了荆楚理工学院三维校园模型。
我们最初使用3DMax 三维建模软件，花费了大量人力和时间对荆楚理工学院校园环境进行了三维建模，校园环境细节得到最大程度的还原。
虽然展示校果很好，但因模型面数巨大，程序在目前主流配置手机上都无法流畅运行，所以我们转而使用专用于大规模城市仿真的CityEngine 进行校园模型制作。
1 数据准备与处理1.1 影像数据获取建模所需的影像数据可以通过CityEngine 软件的Get Map Data 功能获取，也可以从水经注万能地图下载器等相关软件中获取。
1.2 建筑物轮廓数据如果有校园建筑的测绘地形图，我们可以直接从地形图里提取建筑物平面轮廓的CAD 数据，然后使用ArcGIS 工具，将CAD 数据转化为Shapefile 文件，设置相关属性，如楼层、屋顶、建筑名称等。
如果拿不到建筑的CAD 数据，也可以在ArcGIS 中对高分辨率的地图影像进行矢量化得到建筑物轮廓。
本次建模没有使用这两种方法，一是我们没有CAD 数据；二是高清影像图进行矢量化也不能达到所需效果。
我们采用的办法是在CityEngine 中对照影像数据绘出轮廓图和在3D Max 中参照实际建筑绘出轮廓图，然后再将轮廓图导入CityEngine ，将其转化为形状后再进行规则建模。
智慧校园3D校园可视化管理平台建设方案
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Contents
目录
1. 方案介绍 2. 系统介绍 3. 可视化技术介绍
Part 1
方案介绍
方案介绍 Case Study
高教普教可视化系统
为了配合国家教育体制信息化建设的工作，我们开发了智慧校园可视化系统，该系统在多种显示终端上实现了全画面、三维动态的数据可视化展示，实现校园信息的智能化与 大数据的完美结合，对各个学校的数据实现动态的、实时的、可视化的三维可视化展现。
需求
方案介绍 Case Study
可视化系统
基于Skyline的网络三维GIS建设及应用研究
网络出版时间：2011-4-28 17:42网络出版地址：/kcms/detail/11.4415.p.20110428.1742.084.html基于Skyline的网络三维GIS建设及应用研究陶 刚①②，池天河②，郑桂香①②（①中国科学院研究生院，北京100049；②中国科学院遥感应用研究所，北京100101）【摘 要】本文简要介绍当前网络三维GIS的研究进展。
设计具有数据层、发布层和应用层的三层网络三维GIS框架，进一步阐述基于Skyline软件体系实现该框架的技术路线，并详细说明建设的具体步骤：数据采集、数据处理、系统开发和发布与部署。
并且针对实际建设过程，从三维建模、模型显示、数据加载和缓存设置四个方面提出相应的优化措施。
【关键词】三维地理信息系统；三维可视化；网络地理信息系统；Skyline【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307（2011）06- -Web 3D-GIS construction and application based on SkylineAbstract: This paper introduced current researches on Web 3D-GIS in brief. After that, the paper designed a three-tier architecture for Web 3D-GIS, which includes data tier, publishing tier and applicationtier. According to it, the technical route based on Skyline software was elaborated. Moreover，the papershowed the specific construction steps that are data acquisition, data processing, system development andrelease & deployment. Then, some measures to optimize actual construction process in terms of 3D modelbuilding, model displaying, data loading and cache setting were provided. At last, a lot of disadvantages asdeficient expansibility, huge difficulty of data update and nonsupport for spatial analysis were pointed outby analyzing the practical application case. The paper claimed that the development direction and trend ofWeb 3D-GIS could be to apply the standard of HTML 5 and 3D structure feature, which would promote theprogress of 2D & 3D integration.Key word: 3D-GIS; 3D visualization; WebGIS; SkylineTAO Gang①②, CHI Tian-he②, ZHENG Gui-xiang①②(①G r aduat e U ni ver si t y of C hi nese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; ②Institute of Remote Sensing Applications, Chinese Academy ofSciences, Beijing 100101, China)1 引言地理空间信息区别于其他类型信息的最显著标志是其具有地域性（territorial）、动态变化特性（dynamic changes）和多维结构特性（multidimensional structure）。
210408141_校园三维数据可视化模型的研究与应用
Science &Technology Vision 科技视界0引言随着云计算、物联网、移动互联、大数据等新型信息技术的广泛应用[1]，在当下众多领域中，可视化产品的身影随处可见。
当前数据可视化技术中数据实时交互的可视化技术是较为前沿的技术，此技术目前主要应用于商业、政务等领域，在教育领域内的应用还并不频繁，但教育领域产生的数据海量，且主要使用传统的一维二维数据可视化方法，但数据本身具有的空间属性、三维空间具有的数据信息无法通过传统的可视化手段表现出来，导致数据获取效率较低、利用率不高从而极大地影响了校园服务管理质量。
本文研究选择以RayData Pro 为平台，使用卫星地图影像和建模技术建立校园实景模型、数据库和本地数据导入等多种数据接入方式，实现了数据与三维实景一体化展示，达到优化校园决策管理，推动三维数据可视化实时交互技术在校园中的发展[2，3]。
1校园三维数据可视化现状三维可视化与数据可视化的技术有多种。
常见的数字化校园、智慧校园案例使用地理信息（Geo-Infor-mation system ，GIS ）技术、3D MAX 或CityEngine 建模技术、AutoCAD 二维制图技术等可视化技术[4，5]，将数据处理转换为地理图形，对基础设施、绿化、重要建筑以及建筑物内部进行三维建模。
虽然传统的校园三维可视化能够对校园实景的环境设施、地理信息、空间属性等三维数据进行良好的展示，为校园规划、管理提供一定的可视化支持。
但是学校作为集成了教学、科研等功能的一个大型建设区域，每天都伴随着各类信息广泛、动态的变化，产生的数据量庞大且快速变化，存在大量的信息数据可视化需求。
而校园的管理、决策主要依据正是这些海量变化的数据，这种侧重校园实景的三维可视化削弱了对校园数据信息的展示，很难有效地满足校园管理、决策所需的可视化需求。
校园的数据可视化经历了从一维文字信息到二维的数据表再到多样化的图表，图表类的数据表达方式也是目前校园内主要使用的数据可视化方法。
基于Skyline校园三维可视化的技术发展
基于Skyline校园三维可视化的技术发展本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！0 引言三维数字校园是运用Sketchup、WebGIS等三维技术构建校园三维虚拟场景。
传统的校园宣传工作主要是依赖于照片，文字介绍等，满足不了全方位展现校园特色的需求。
以数字化、网络化为特征的信息科学技术成为推动社会可持续发展的强大动力。
在这种背景下，数字校园系统将成为校园新的信息源，任何与校园有关的信息都将给予定位并与空间数据联系起来[1]。
三维虚拟校园系统逐步兴起，逐渐成为各大高校宣传校园文化，展示校园风貌的平台。
并且三维校园的建立使得我们对校园的观察方式有了很大的改变。
逼真的模型和校园场景可以让我们从各个角度欣赏校园的景色。
三维数字校园系统还可为参观者提供便利的条件，且对于学校自身的管理和办公效率也有很大的帮助。
目前，我国多所大学均已完成数字化校园信息系统建设，使得校园信息化服务水平空前提高。
本文以太原师范学院校园为例，探讨采用Sketchup建模软件以及Skyline可视化软件实现校园的三维可视化，为后续的三维数字校园做准备。
1 Skyline 简介Skyline是由美国Skyline公司推出的一套优秀的三维数字地球平台软件。
主要包含TerraBuilder、TerraExplorer、TerraGate三个子系统。
其中Terraexplore 是一个桌面应用程序，使得用户可以浏览、分析空间数据，并对其进行编辑，添加二维或者是三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。
Terraexplore与TerraBuilder所创建的地形库相连接，并且可以在网络上直接加入GIS层。
在三维GIS与虚拟现实等方面，Skyline系列软件可为用户提供各种解决三维空间应用的决策方案[2]。
2 数据获取地形图数据的获取建模时需要高精度的地形图作为底图，如DWG格式的地形图数据作为模型构建的基础，如只在影像上画出建筑物的二维平面图，精度不是很高，对于建模精度要求较高的建筑物建模需要地形图作为底图，导入到SketchUp下进行三维建模。
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案随着科技的不断发展，三维全景技术已经被广泛应用于各个领域，其中包括教育领域。
虚拟校园漫游系统是基于三维全景技术的一种教育创新方式，它可以为学生提供更加生动、直观的学习体验，帮助他们更好地了解和认识校园环境，提高他们的学习兴趣和专注力。
本文将就三维全景技术下的虚拟校园漫游系统的设计方案进行详细探讨，希望能为相关领域的研究和实践提供一些有益的参考。
一、系统概述虚拟校园漫游系统是指利用三维全景技术，将校园的各个场景、建筑、设施等进行数字化建模，并通过专业的虚拟现实设备，如头戴式VR眼镜、全景摄像头等，实现用户在虚拟环境中的自由漫游。
用户可以通过操作设备来实现在虚拟校园中的自由移动、观察、交互等，从而获得一种身临其境的感觉，加深对校园环境的了解和认识。
二、系统设计1. 数据采集系统设计的第一步是进行校园的数据采集工作。
这包括校园各个场景、建筑、设施的实地拍摄、测绘、建模等工作，通过高清摄像头、三维激光扫描仪等设备来获取真实的校园场景数据，并将这些数据进行数字化处理，生成虚拟校园的三维模型。
2. 虚拟环境建设在数据采集的基础上，需要利用相应的三维建模软件，对采集到的校园数据进行数字化建模和渲染，使其具有逼真的质感和真实的物理特性。
同时还需要进行场景的布局设计、光线效果的调整、材质贴图的设定等工作，以确保虚拟校园的整体环境能够真实地呈现给用户。
3. 功能模块设计针对虚拟校园漫游系统的用户需求，需要设计相应的功能模块，包括导航模块、交互模块、信息展示模块、社交分享模块等。
导航模块可以帮助用户在虚拟校园中快速定位和移动，交互模块可以让用户在虚拟环境中进行操作和互动，信息展示模块可以为用户提供更加全面和深入的校园信息，社交分享模块可以让用户与他人分享自己在虚拟校园中的体验和感受。
4. 兼容性与可扩展性考量在系统设计中需要考虑虚拟校园漫游系统的兼容性和可扩展性，即系统需要能够适配不同的虚拟现实设备，如PC端、移动端、头戴式VR设备等，并且还需要能够支持不同的操作系统和平台，以满足不同用户群体的需求。
基于Skyline的虚拟城市三维空间可视化研究与实现
基于Skyline的虚拟城市三维空间可视化研究与实现作者：国锋来源：《电脑知识与技术》2022年第25期摘要：该文以青岛市的传统地理数据资源为基础，利用最新的遥感、航拍、地理信息系统技术手段，根据skyline的环境特征建立了市区1159平方千米的虚拟城市三维空间环境。
通过实践表明，利用虚拟城市三维空间可视化技术进行城市管理，能够优化城市管理和服务，提高公共服务的效率、提升市民生活的便利性。
虚拟城市三维空间可视化在城市规划管理、虚拟社区服务管理等领域，均有着良好的前景。
关键词：虚拟城市;三维空间可视化;研究与实现中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2022）25-0093-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）：1 引言虚拟城市三维空间可视化是利用虚拟现实技术构建可视化的3D城市虚拟仿真系统，并借助数据融合与互联互通机制，实现对城市的智慧管理。
城市是人类人口聚集的重点地区，是人们主要生产、生活、社会交往活动的主要载体，城市的三维空间虚拟可视化包括：城市建筑、园林绿化、道路与交通设施、基础设施、地理环境可视化等。
有着数量多、种类多、地理形状复杂等特征。
本文主要运用了虚拟空间可视化的理论，以青岛市内现有的地理学统计资料为依据，通过栅格数据分析（Spot遥感影像和航拍摄像）、矢量数据分析（地形图测绘数据分析），综合运用遥感、地理学信息系统、计算机开发等手段，建立了市区1159平方千米范围的虚拟现实地理数据库，并使用互联网进行了分布式访问，深入探索了虚拟现实环境在城市建设和管理中的实际运用[1]。
2 虚拟城市三维空间可视化的发展现状当前，虚拟现实信息技术已经在欧美等区域应用到了城市规划建设、旅游服务、文化产品、房地产、会展等领域，而在我国内城市虚拟可视化应用的不多.这主要是因为中国城市计划建设项目涉及的用地范围较大，三维建模和环境绘制工程量较大，建设周期长，对三维海量数据的管理复杂度过高，且软硬件投入较大。
基于Skyline的三维城市规划信息系统的设计与实现
基于Skyline的三维城市规划信息系统的设计与实现三维城市规划信息系统可提供城市立体直观的表现形式，可为规划相关人员进行规划决策提供技术支持，提高规划管理水平和工作效率。
Skyline 软件体系下的TerraExplorer Pro在三维显示、浏览及开发等方面具有明显优势。
文章以该软件为平台，以本校区为例，设计和开发了基本满足辅助城市规划需求的三维城市规划信息系统，能够为城市规划决策者进行决策提供一定的技术支持。
标签：城市规划；Skyline；三维地理信息系统；TerraExplorer Pro1 概述随着3DGIS技术的不断进步，以及城市规划要求的不断提高，二维GIS技术支撑下所建立的城市空间信息管理体系向三维的转变成为必然趋势。
目前城市规划3DGIS的研究取得了一定的研究成果。
尹长林，许文强提出了针对地形和建筑物可视性分析的数学几何模型[1]。
祁信舒，赵祺提出三维城市规划管理系统的功能设计及实现方案，为城市规划设计向信息化方向推进提供技术支撑[2]。
李扬等从数据建设和系统建设两个层面，探讨了建设面向城市规划的GIS[3]。
曾忠平总结了三维GIS城市规划信息系统的应用层次和特征[4]。
冯琰从模型数据、要素类别和精细程度三个方面分析了三维城市模型（3DCM）的数据内容[5]。
Skyline软件自2004年进入我国市场，以其在三维GIS领域的出色表现迅速得到国内大范围的研究和应用。
Skyline的研究主要包括三维建模、三维数据建库、三维数据发布、行业3DGIS构建和应用等方面。
李志伟基于Skyline与ArcGIS Server开发了上海市土地资源可视化系统，该系统弥补了二维GIS抽象性的同时兼具二维GIS的空间分析功能[6]。
李佼研究构建了崇明岛生态建设三维GIS平台，为管理人员提供基于三维场景共享的异地协同决策支持[7]。
卢闯、常德海、王钰分别就Skyline在农业资源[8]、虚拟校园[9]、油田地面[10]三维可视化等方面的应用及其中进行了研究。
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基于Skyline校园三维可视化的技术发展本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！
0 引言
三维数字校园是运用Sketchup、WebGIS等三维技术构建校园三维虚拟场景。
传统的校园宣传工作主要是依赖于照片，文字介绍等，满足不了全方位展现校园特色的需求。
以数字化、网络化为特征的信息科学技术成为推动社会可持续发展的强大动力。
在这种背景下，数字校园系统将成为校园新的信息源，任何与校园有关的信息都将给予定位并与空间数据联系起来[1]。
三维虚拟校园系统逐步兴起，逐渐成为各大高校宣传校园文化，展示校园风貌的平台。
并且三维校园的建立使得我们对校园的观察方式有了很大的改变。
逼真的模型和校园场景可以让我们从各个角度欣赏校园的景色。
三维数字校园系统还可为参观者提供便利的条件，且对于学校自身的管理和办公效率也有很大的帮助。
目前，我国多所大学均已完成数字化校园信息系统建设，使得校园信息化服务水平空前提高。
本文以太原师范学院校园为例，探讨采用
Sketchup建模软件以及Skyline可视化软件实现校园的三维可视化，为后续的三维数字校园做准备。
1 Skyline 简介
Skyline是由美国Skyline公司推出的一套优秀的三维数字地球平台软件。
主要包含TerraBuilder、TerraExplorer、TerraGate三个子系统。
其中Terraexplore 是一个桌面应用程序，使得用户可以浏览、分析空间数据，并对其进行编辑，添加二维或者是三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。
Terraexplore与TerraBuilder所创建的地形库相连接，并且可以在网络上直接加入GIS层。
在三维GIS与虚拟现实等方面，Skyline系列软件可为用户提供各种解决三维空间应用的决策方案[2]。
2 数据获取
地形图数据的获取建模时需要高精度的地形图作为底图，如DWG格式的地形图数据作为模型构建的基础，如只在影像上画出建筑物的二维平面图，精度不是很高，对于建模精度要求较高的建筑物建模需要地形图作为底图，导入到SketchUp下进行三维建模。
建筑物高度信息获取高度信息是三维模型的一个重要参数，当前主要通过以下几种方式获得建筑物
的高度[3]：
①通过矢量二维空间数据其建筑物层数的属性乘以楼层高（如3m）来提取其高度，这种方法获取的建筑物高度只是一个估算值；
②运用机载激光扫描仪与遥感影像相结合来提取建筑物高度，该方法获取速度快，但后续处理工作量大，费用昂贵；
③通过算法从遥感影像的阴影来直接提取建筑物高度以及其他信息在一般的非精细三维建模中，通常可利用遥感影像的阴影来提取建筑物的高度，与二维GIS的层数数据以及现场量测的一些特殊高度的建筑物数据相结合来推算建筑物的实际高度。
本研究采用的是第1种方法来获取建筑物的高度。
地物纹理信息获取纹理信息主要包括实地拍摄的建筑物的相片和影像中的建筑物顶部信息，在采集建筑物侧面纹理的过程中要尽量采集非倾斜明亮的照片，如果某些地方不易获取，则通过获取局部，再通过图像处理软件（如Photoshop等）进行拼接，所采集的图像需要经过处理，如纠正、亮度调整、数据量压缩等，目的在于得到端正、美观、数据量小的纹理材质，对于屋顶纹理则可从正射影像或高分辨率航片中获取[4]。
3 三维建模关键技术
校园三维模型的构建包括建筑物的建模、道路、树木、路灯、操场等的建模。
建筑物模型的构建主要采用SketchUp软件进行建模，其他模型的构建主要采用Skyline软件进行建模。
建筑物的建模利用SketchUp进行建模的过程主要包括导入CAD底图、建立模型、纹理处理与贴图等。
校园建筑物模型的构建采用1：500比例尺地形图作为数据源，把CAD 软件下dwg格式数据进行数据预处理，去掉多余的要素，保留建筑物数据，属性数据中去掉高程属性，否则，导入到SketchUp软件中会出现要素不在一个平面上。
版本的SketchUp软件可以直接导入dwg格式数据。
建筑物建模时利用画线工具勾勒出建筑物的底面形状，使得线状要素转换成面状要素，并利用拉伸工具，把建筑物拉伸到合适的高度，高度的控制是在数值控制框中输入准确的值进行控制。
再建立窗户的模型，利用填充工具选择不同的材质进行贴纹理，可以选用系统自带的纹理，也可采用自制的纹理进行填充。
为了加快建模的速度，利用移动/复制工具，在不同的位置复制出多个窗户。
屋顶的建模根据不同的
屋顶形状，若是尖顶状屋顶，可先画出侧面的的三角形形状，通过拉伸工具，画出屋顶，再对外表面进行纹理填充。
平顶的房子只需进行纹理填充。
纹理数据的获取与处理采用数码相机获取建筑物的纹理图片，用PhotoShop软件对采集的图片进行处理，为建模时贴图做准备。
把需要的纹理图片导入到PhotoShop中，运用剪切工具去掉周围不需要的部分，运用扭曲工具调整照片的倾斜度，使的图片成正射状，并调整图片的亮度。
保存到统一的文件夹下，便于纹理贴图时使用。
在Sketchup的贴图工具上加载已经处理好的图片，调整照片的大小和位置，使达到最真实的纹理效果[5]。
图1为Sketchup软件下的三维建筑物模型。
4 三维场景的集成
Sketchup软件建立的模型需导入到Skyline软件下与影像以及其他地物模型进行集成，Skyline 以上的版本可以直接加载.dae格式的数据，把建立好的单个模型导出成.dae格式的数据，为模型的加载做准备。
影像数据采用Google earth上的影像，采用GetScreen软件下载校园的影像图，该软件下载的影像具有投影信息，坐标系为WGS84。
在Skyline软件的Terrabuilder模块下，加载校园
影像图，创建影像金字塔，生成MPT格式的文件。
该文件可在Terraexplore pro模块下与模型进行集成。
三维建筑物模型的加载把sketchup软件建立的三维模型加载到Terraexplore pro模块下，需把建立的模型导出成dae格式的数据。
在Terraexplore pro模块下，在MPT格式的影像文件上加载建筑物模型，选择添加三维模型菜单，添加dae文件，单击鼠标将模型放在指定位置，进行以下操作：
①移动位置，与影像进行精确的匹配；
②修改偏航角，当模型发生水平方向的倾斜式，点击航偏角将模型进行旋转；
③旋转，当部分模型隐藏于地表之下时，点击旋转将模型旋转至地表之上。
逐个导入模型，并进行处理。
其他地物的建模其他地物的建模是在Skyline 软件下的Terraexplore pro模块下完成，制作道路、绿地、树木等地物模型。
在工具栏2D objects，选择多边形按钮，根据影像上道路形状、位置等，用鼠标画出道路，选中所画道路，在属性中可设置道路的纹理。
道路的纹理可采用系统自带的纹理，也可采用网上下载的道路纹理，通过旋转，偏航角等属性进行调试。
采用同样的方法，进行绿地、广场等面状地物的建模。
树木的创建是通过选择数据素材库，选择理想的树木素材，在图中单击鼠标左键放置树木，在属性中，可移动树木的位置。
在Skyline软件下，三维景观的集成可以让使用者从正视、侧视、俯视等多个角度观察校园，更加全方位生动形象地展现出校园的三维景观。
图2为Skyline 软件下的校园局部三维可视化图形。
5 结语
本文研究了Skyline的三维校园理论与方法，采用Sketchup软件对校园建筑物进行建模，并在Skyline 软件下进行三维可视化，以太原师范学院为例，实现了校园的三维可视化。
为后期的三维数字校园系统的研究做好准备。
本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！。