ArcGIS結(jié)合Sketchup創(chuàng)建三維虛擬城市解決方案

1、基于ArcGIS創(chuàng)建三維虛擬城市流程ESRI中國(guó)（北京）有限公司政府事業(yè)二部（于強(qiáng)，霍躍天）二00九年十二月目錄TOC o 1-5 h z1.ArcGIS結(jié)合SketchUp建模3流程概括3軟件環(huán)境3具體步驟10矢量數(shù)據(jù)建模10借助影像數(shù)據(jù)建模27ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司LN-K.1ArcGIS結(jié)合SketchUp建模1.1流程概括使用ArcGIS桌面，即ArcMap，加載矢量數(shù)據(jù)；在ArcMap環(huán)境中，利用SketchUp插件工具，將所需要建模的區(qū)域?qū)隨ketchUp中。在SketchUp創(chuàng)建模型。（4）在SketchUp中將模型轉(zhuǎn)成ArcGIS的Multipatch模型要素文

2、件并保存于PersonalGeoDatabase（后面統(tǒng)稱為PGDB）中。環(huán)狀建模流程圖1.2軟件環(huán)境ESRI中國(guó)（北京）有限公司軟件版本安裝先后順序Arcinfo9.2和9.3.11GoogleSketchUp6.0pro版2模型轉(zhuǎn)化插件SketchUp6ESRI3軟件安裝及配置步驟如下：安裝ArcGISDesktop軟件，如Arclnfo（過(guò)程略）安裝草圖大師GoolgeSketchUp軟件。（過(guò)程略）安裝SketchUp6ESRI插件，過(guò)程如下，雙擊“SketchUp6ESRI.exe”，開(kāi)始安裝，接受協(xié)議，點(diǎn)擊“Next”，ESRI中國(guó)（北京）有限公司第一個(gè)組件“GISPlugin”，

3、使用戶能夠在SketchUp中將模型以Multipatch要素的形式導(dǎo)入GDB。ESRI中國(guó)（北京）有限公司第二個(gè)組件“3DAnalystSketchUp3DSymbolSupport，用戶可以在ArcMap中將GIS數(shù)據(jù)導(dǎo)入SketchUp中。上述兩個(gè)組件的安裝位置盡量不要改變，可能會(huì)導(dǎo)致在SketchUp中導(dǎo)出3D模型失敗。執(zhí)行組件安裝，ESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRI中國(guó)(北京)有限公司(4)在ArcGIS環(huán)境中激活SketchUp6ESRI插件，過(guò)程如下，啟動(dòng)ArcMap界面，在工具欄上右鍵，單擊“Customize”，點(diǎn)擊“Addfromfile”，加載SketchUp插件安裝后

4、，為ArcGIS產(chǎn)品添加的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件“FeaturesToSkp.dll”，ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司添加插件動(dòng)態(tài)庫(kù)后，在Toolbars項(xiàng)中可以找到SketchUp6的功能項(xiàng)，ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司i.Ni選中“SketchUp6Tools”組件以后，在桌面上會(huì)彈出組件的功能按鈕1.3具體步驟安裝完“SketchUp6ESRI”插件以后，我們來(lái)開(kāi)始實(shí)際的建模過(guò)程。在利用ArcGIS結(jié)合SketchUp建模的過(guò)程，根據(jù)原始ArcGIS數(shù)據(jù)質(zhì)量的不同，我們的整個(gè)建模過(guò)程中的每一環(huán)細(xì)節(jié)上也有所變化。將原始ArcGIS數(shù)據(jù)分為如下三類(lèi)：有屬

5、性的矢量數(shù)據(jù)：屬性中包含建筑物的高度值、高程值等參數(shù)。無(wú)屬性的矢量數(shù)據(jù)：屬性中不包括對(duì)建筑物的關(guān)鍵性描述。影像數(shù)據(jù)：基本能夠反映出地表建筑物輪廓。根據(jù)原始ArcGIS數(shù)據(jù)不同，實(shí)際的操作步驟也會(huì)有所調(diào)整，如下將分類(lèi)介紹。1.3.1矢量數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)簡(jiǎn)要說(shuō)明：數(shù)據(jù)使用ESRI官方授權(quán)的美國(guó)首府華盛頓市區(qū)建筑物二維輪廓矢量數(shù)據(jù)；該FeatureClass的名稱為jmd；要素類(lèi)型為Polygon；在ArcMap中加載矢量數(shù)據(jù)，如下圖，ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司SketchUp6”SketchUp6”按鈕，將彈出數(shù)據(jù)導(dǎo)出選項(xiàng)對(duì)話框，如下圖，單擊“SelectFeatures”,在當(dāng)前圖上選擇需

6、要建模的矢量數(shù)據(jù)，(3)點(diǎn)擊之前添加的SketchUp插件“ExportselecteditemstoESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRI中國(guó)（北京）有限公司同時(shí)，關(guān)聯(lián)到同時(shí)，關(guān)聯(lián)到SketchUp建模工具，將導(dǎo)出模型自動(dòng)加載到建模系統(tǒng)將自動(dòng)讀出所選擇矢量要素所在的FeatureClass,并且提供自動(dòng)建模選項(xiàng)。Elevatebyfield:依據(jù)屬性字段，設(shè)置建筑物高程。Extrudebyfield:依據(jù)屬性字段，設(shè)置建筑物高度。NameGroupusing:為導(dǎo)出數(shù)據(jù)，選擇分組名稱。LaunchSketchUponcompletion:操作結(jié)束后，模型自動(dòng)在SketchUp運(yùn)行程序中打開(kāi)。F

7、ilename:指定導(dǎo)出模型文件的路徑和名稱。單擊確定，導(dǎo)出結(jié)束，彈出成功導(dǎo)出的提示對(duì)話框，如下圖，導(dǎo)出時(shí)候，原始的空間參考將被帶入到SketchUp環(huán)境中。空間內(nèi)，如下圖，(5)(5)在SketchUp中選擇模型，并導(dǎo)出生成Multipatch。ESRI中國(guó)(北京)有限公司體。(4)在SketchUp中添加適當(dāng)?shù)募y理，如下圖，需要特別注意的是，在SketchUp中貼紋理的標(biāo)準(zhǔn)單元是模型個(gè)ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司該步驟需要用戶謹(jǐn)慎對(duì)待，只有在SketchUp操作空間中被選中的模型，才能以獨(dú)立Multipatch要素導(dǎo)出。未被選中的模型也會(huì)被導(dǎo)出成Multipatch要素導(dǎo)出，但是將

8、作為一個(gè)整體要素存在于Multipatch圖層中。同時(shí)，SketchUp中支持模型組合功能，一旦模型被組合后，將丟失對(duì)應(yīng)矢量數(shù)據(jù)源的ID值信息，這樣就無(wú)法在后期添加原始矢量數(shù)據(jù)的屬性信息。該問(wèn)題后面會(huì)介紹。選擇需要導(dǎo)出的模型，點(diǎn)擊“文件導(dǎo)出3D模型”，如下圖，在指定導(dǎo)出模型的保存路徑時(shí)，需選擇的文件類(lèi)型為“ESRIMultiPatch(*.mdb)”，ESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRI中國(guó)（北京）有限公司單擊導(dǎo)出后，系統(tǒng)將彈出導(dǎo)出高級(jí)選項(xiàng)，如下圖，該對(duì)話框中主要有三個(gè)重要選項(xiàng)，介紹如下，“StoreSketchUpDatainFeature”：將SketchUp模型，對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)于Multip

9、atch模型要素中。ESRI中國(guó)(北京)有限公司“UseSelectedItemsOnly”：僅導(dǎo)出及轉(zhuǎn)換被選中的模型?！癈reate”：創(chuàng)建PGDB(.mdb)。單擊“Create”，系統(tǒng)將彈出提示對(duì)話框，提示用戶創(chuàng)建Multipatch圖層(FeatureClass)，此時(shí)，我們可以看到，原始數(shù)據(jù)的空間參考確實(shí)帶入到了SketchUp環(huán)境中，并且在整個(gè)過(guò)程中將一直延續(xù)該空間參考。如果需要增加額外字段，可單擊“AddField”，基本的字段類(lèi)型，均可以在“Type”下拉菜單中找到(該插架對(duì)Type下拉菜單中的Geometry和Raster兩種字段類(lèi)型支持不好，一旦選擇，系統(tǒng)將會(huì)報(bào)錯(cuò))。本例中

10、，新建三個(gè)字段，如下圖，ESRI中國(guó)(北京)有限公司單擊“OK”后，字段添加完畢，返回到導(dǎo)出模型的初始窗口，再次點(diǎn)擊“OIK”，導(dǎo)出完成,(6)Multipatch說(shuō)明上面操作，已經(jīng)將SketchUp模型導(dǎo)入GDB中，并生成了Multipatch模型圖層，如下圖,ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRI中國(guó)（北京）有限公司在ArcCatalog中可直接瀏覽Multipatch要素，通過(guò)圖層的屬性查看，可以知道，在創(chuàng)建Multipatch模型時(shí)，SketchUp插件自動(dòng)為數(shù)據(jù)創(chuàng)建了幾個(gè)關(guān)鍵字段，如下圖所示，上述字段說(shuō)明如下，“OIDField”：系統(tǒng)自動(dòng)分配的唯一

11、ID?！癝USourceFeaturelD”：原始數(shù)據(jù)的ObjectID值。“SUInstanceName”：在SketchUp環(huán)境中的圖層名稱。“SketchUpData”：SketchUp模型的二進(jìn)制形式存儲(chǔ)字段?！癮/b/c”：自定義字段。上圖紅色外邊框的數(shù)據(jù)為Multipatch數(shù)據(jù)，下層為原始矢量圖層，首先，需要建立這兩個(gè)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，在目標(biāo)層Multipatch層上右擊后依次選擇“JoinsandRelatesoin”，彈出如下窗口，ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司LN%k上圖中，“”項(xiàng)為屬性圖層，“1”和“3”項(xiàng)中選擇屬性值能夠匹配的關(guān)聯(lián)字

12、段。點(diǎn)擊“OIK”后，查看關(guān)聯(lián)結(jié)果如下,這一操作的目的在于通過(guò)兩個(gè)圖層的公共字段，為目標(biāo)層關(guān)聯(lián)屬性表，但值得注意的是，這個(gè)屬性的關(guān)聯(lián)僅僅是關(guān)系上的鏈接，并沒(méi)有對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)作出改動(dòng)。此時(shí)，需要在Multipatch圖層上右擊，選擇“DataExportData”，將模型重新輸出一次即可，如下圖，“OK”后Multipatch模型要素圖層就創(chuàng)建完畢了。我們可以檢驗(yàn)一下，Multipatch模型的幾個(gè)顯示效果。ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司LN%kESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司LN%kArcCatalog的3DView

13、預(yù)覽ArcScene展示ESRIESRI中國(guó)（北京）有限公司LH-ZtESRIESRI中國(guó)(北京)有限公司bMi1、ArcGlobe展示ArcGISExplorer展示(8)補(bǔ)充ArcGIS9.3桌面環(huán)境下建模過(guò)程SketchUp6ESRI插架是針對(duì)ArcGIS9.2定制的。目前廣大用戶的ArcGIS版本幾乎都是ArcGIS9.3或更高級(jí)版本。該插件與ArcGIS9.3軟件的兼容性和數(shù)據(jù)的兼容性成為用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。下面將介紹，該插件在ArcGIS9.2與9.3這兩個(gè)版本中使用的不同。ArcGIS9.3桌面創(chuàng)建的PGDB無(wú)法被ArcGIS9.2桌面支持。因此，在SketchUp6ESRI插架在創(chuàng)

14、建無(wú)法正常創(chuàng)建PGDB。首先，需要通過(guò)ArcCatalog手工創(chuàng)建一個(gè)PGDB，同時(shí)新建一一個(gè)Multipatch的FeatureClass，如下圖，新建一個(gè)MultiPatch圖層ESRIESRI中國(guó)(北京)有限公司bMi1、ESRI中國(guó)（北京）有限公司字段設(shè)置：在新建MultiPatch圖層后，需要設(shè)置該圖層的必要字段，需要添加的字段如下圖所示，序號(hào)字段名稱字段類(lèi)型備注1SUSourceFeaturelDLongInteger原始數(shù)據(jù)的唯一ID值2SUSourceFeatureClassText原始數(shù)據(jù)的圖層名稱在SketchUp環(huán)境中的3SUInstanceNameText圖層名稱可保存SketchUp的模4SketchUpDataBlob型字段特別說(shuō)明：如果原始數(shù)據(jù)中的屬性需要加載到創(chuàng)建的的模型中去，SUSourceFeaturelD字段的建立非常有必要。紋理添加，要精確到面。在SketchUp中為模型添加紋理時(shí)，需要選中建筑