基于sketchupgoogleearthdreamweaver青海大学三维浏览系统研制

严康文 雷浩川 辛成慧 王婧 沈世勤

摘要：以青海大学为例，基于SketchUp 的3 维建模功能，建立3 维校园模型；同时结合dreamweaver网页制造功能，在网页中嵌入googleearth api，对googleearth进行二次开发。开发出了网页形式的青海大学的三维校园浏览系统[1]。实现了全球共享青海大学三维浏览系统。

关键词：sketchup；googleearth；dreamweaver；青海大学；三维浏览系统

中图分类号：[C94]文献标识码：A 文章编号：

一、引言

众所周知，传统的测绘是将各种地形、地物、地貌投影到平面上，并以地图的形式表现出来。但随着经济建设的发展，如今的社会对测绘成果的要求已不仅仅局限于平面了，例如建设的前期效果图。现代社会对测绘的要求开始向三维图转换了。如何实现测绘成果由平面向三维转换成为了一个热点问题。

二、理论基础

三维图相比平面图而言，亦即在平面图基础上对地形、地物、地貌加了一个高度的属性，并将这个高度以可视化的形式展现给了使用者。由于有了可视化高度，这样地面的物体就可以以三维的形式展现在读者面前。除了高度之外，为了给人以真实的效果，还需要在这些地物上加以纹理，这样才能构成真实的三维图。

对于高度的属性，可以通过很多手段测量出来。地物的高度即其地物表面与地物顶端的高差。而高差的获取只需获取到高程即可，即地物表面与地物顶端的高程。高程的获取有三种方式：水准测量、三角高程测量和gps高程测量。由于有些地物，例如建筑物高程变化极大，且不易引测，因此水准测量不适合。而利用gps高程测量可以考虑到建立基站对各栋建筑物进行高程测量。但由于gps测量高程的精度不高，且技术要求复杂，不易推广，因此也不实用。如果利用三角高程测量则可以很方便解决这个问题。为了尽量简便，可以选择全站仪。全站仪是一个数字化测图的仪器，利用三角高程的测量原理，全站仪开辟了一项新的功能，即悬高测量。利用悬高测量的功能，只需在地表上贴近建筑物的墙面处安放一个棱镜，在离建筑物5~10米处架设全站仪即可测得建筑物的高度。这种方法简单、方便、快捷、准确[2]。

地物的纹理可以通过各种摄影技术获取。数码相机就可以完成这些纹理图片的采集。通过数码相机对地物表层信息进行摄影，这样便获取了纹理信息。

三、三维模型的建立

现在有很多软件可以建立三维模型，例如3Dmax、cinema4d、sketchup。但相比之下，选择sketchup更为好一点。

三维模型是整个校园场景的基础，模型的好坏，直接影响场景的逼真度。在建模过程中，由于三维数据量非常大，所以对于大规模的场景建设，模型的建立和优化工作是极其重要的。建筑物模型可以用纹理映射达到逼真的效图，尽量减少实体面数，提高运行速度，降低对计算机硬件模型数据存储的要求。

( 1) 建筑物建模

建筑物三维模型是整个校园场景的基础，模型的好坏，直接影响场景的逼真度。青海大学校园包括教学楼、住宅楼、体育馆、校医院、行政楼、图书馆、餐厅等建筑。为了满足视觉的需要，对一些标志性建筑要求详细建模，如科技馆、综合楼、农牧学院等。

1、autoCAD底图、剖面数据提取

导入CAD文件，在DWG文件中根据实际情况把不需要的线条，图层，全部清除掉。

2、Sketchup 粗略建模

利用矩形命令在平面上形成平面闭合图形，以便进行拉伸平面生成立体。再进行体块拉伸，在拉伸时，建筑物的高度宽度可以在建模型界面右下侧数据框中输入相应的高度。运用此种方法可以实现建筑物墙体，窗户，台阶等的制作。

3、Adobe photoshop建筑物纹理和贴图处理

首先利用Adobe photoshop将各种纹理图片进行处理，使其亮度适中，情景美观，尺寸合适。通过sketchup中导入纹理图片来实现纹理图片添加。添加后通过贴图坐标来调整，可以实现曲面贴图，包裹贴图等高级贴图方式，另外还可以对贴图进行扭曲变形达到想要的效果。SketchUp 也支持镂空贴图，将带有Alpha 通道的图片导入进来就能实现透明效果。

4、在googleearth中调整模型位置和尺寸

选择sketchup中的“添加位置” ，截取建筑物在googleearth中的截图，将模型通过平移，拉伸，旋转等工具将模型放在正确的位子上。再点击“在google地球中浏览模型” ，这样模型就可以在googleearth中打开了，在googleearth中将模型另存为kml文件形式[3]，这样模型的建立就完成了。

( 2) 地形建模

地物都是建立在地形基础之上的，要实现三维场景模拟，地形的三维构建很重要。首先利用cad图进行校园地形模型的建立，例如道路、草地。再在googleearth中截图，通过调整来实现地形模型的准确定位。当地形模型与地表叠合时会插入地表下面，在地表下面会露出模型的底部，无法做到地面景观与地形的完全叠合。如果使用SketchUp 中沙盒( Sand-Box) 系列工具进行地表建模，这样地面景观与地形模型将完全叠合，更加真实美观。最后还需要将这些模型保存为kml的文件形式。

( 3) 校园环境

校园环境主要包括校园内各类花草树木、雕塑、电杆、报刊栏等，他们是校园景观的辅助设施，起点缀作用。大量的绿化不仅使虚拟校园变得美丽，而且会让在漫游中的景物具有强烈的层次感和真实感，对于增强虚拟校园的真实性有着不可替代的作用。由于sketchup自带有许多模型库，同时可以通过其网上的模型共享论坛下载到许多模型，例如树木，街灯等等。因此这样对于校园环境的建立提供了很大的方便。最后只需要将这些模型放置在googleearth中的正确位置即可。同样还需要将这些模型保存为kml的文件形式。

四、浏览系统的研制

由于3D图若以平面形式展现给使用者，将无法充分展示出3D的效果。为了能够充分展示3D效果，给人以真实的效果，同时实现资源共享，网页形式是再好不过的了。

由于googleearth的插件实现了googleearth的大部分功能还可以实现googleearth的二次开发，因此通过网页内插googleearth插件，将这些校园3D图展示给使用者，将十分方便[4]。

通过dreamweaver设计出一个带有googleearth插件的网页，并且通过代码的编写，实现goolgeearth的漫游、放大，查找功能，并加载上本地的校园3D模型文件（kml文件）。这样便实现了校园3D的浏览系统【5】。由于网页的特殊性，可以将网页进行发布，实现全球的共享，这样不分地域，不分时间均可以对我校的3D场景进行浏览。

五、总结

Sketchup作为一款三维建模软件，相比其他软件有着许多优点。本文利用其能与googleearth紧密结合的特点，建立起了校园的三维模型，并以googleearth能够识别的格式kml保存。利用googleearth强大的功能，以及其易于二次开发的特点；同时网页不仅易于开发，与googleearth方便结合，而且还能实现资源的共享；这样基于网页和googleearth能够实现浏览系统的研制。

参考文献：

[1]唐华林.基于Google Earth与SketchUp的3维数字校园[J].测绘与空间地理信息,2011(5)

[2]李青岳，陈永奇.工程测量学[M].北京：测绘出版社,2008(8)；41—42

[3]赵志岐.Google Earth KML 在自然灾害分析中的应用初探[J].勘察科学技术,2011(5)

[4]江宽.google api开发详解：googlemaps与googleearth双剑合璧（第二版） [M].北京：电子工业出版社,2010(6) ； 221—408

[5]付晓.基于Google Earth 平台的城市三维虚拟地图的研究与构建[J].北京联合大学学报,2012(2)

基金项目：2011年度青海大学大学生科技创新基金项目（2011-QX-34），

作者简介：严康文（1990-),男，汉族，湖北仙桃人，青海大学在读本科生。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。