摘要 Google SketchUp软件是智能化建模系统的工具集合，简化了建模工作。通过对SketchUp中三维模型创建及在传统GIS软件中的应用方法研究可大大减少和丰富3DGIS中三维建模的工作量。本文从SketchUp的建模技术、各地理要素的建模方法以及模型应用于GIS的方法等入手讨论SketchUp中数据转换方法，以将这一可视化工具与GIS软件结合起来，为3DGIS服务。

关键词 3DGIS；Google SketchUp；建模

1 引言

三维地理信息系统（3DGIS）是当今GIS发展的一个新趋势，相比于二维GIS，对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术展现地理空间现象，不仅能表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系。

专业的GIS软件侧重于强大的空间分析功能，三维可视化功能相对薄弱；而专业的建模软件，如MultiGen Creator、3ds Max、Maya、SketchUp等，与之恰恰相反 ^[1，2]。

Google SketchUp是由Google公司于2006年推出。它是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具集合，简单易学，完全避免了其它设计软件的复杂性；可以直接为表面赋予材质、贴图，使得设计过程的交流完全可行；与Google Earth有机结合，能够免费利用GoogleEarth的地形和影像数据等 ^[3-5]。

本文研究SketchUp中各地理要素的三维构建及其在GIS软件中的如何应用。

2 SketchUP的三维建模方法

2.1几何建模方法

要建立真实的三维场景，准确的几何建模是必不可少的。SketchUp可以通过用户交互地设置和输入数值很好地控制几何精度，在3DGIS中这一点非常关键。GIS中地理要素分为地形要素、点状要素、线状要素、面状要素，下面分别针对每种要素的建模方法进行讨论。

2.1.1 三维地形建模

要实现三维景观的比较真实的虚拟，对于起伏大的地区，地形的三维构建十分重要。SketcUp中的扩展工具栏---沙盒（SandBox）能实现创建类似TIN（不规则三角网）的地形。

地形的创建通常有五种方式：①引入已有的等高线或手动创建具有不同高度的等高线，用From Contours直接生成；②导入目标区域的图像或等高线地图，使用Freehand工具跟踪绘制等高线，然后调整所绘等高线到合适的高度位置，采用同上的方法生成三维地形；③从外部导入DTM文件（USGS DEM或SDTS格式）创建；④利用SketchUp6 ESRI插件，从ArcGIS软件中导入TIN数据创建；⑤使用From Scratch工具绘制网格地形，在网格地形的基础上拉伸生成起伏的效果。根据已有数据的种类和要表达地形的精确度选择合适的建模方式，前四种创建的地形比较精确，如果侧重于表达大体的地形空间意向，第五种方式就可满足需要 ^[6]。

2.1.2点状要素建模

地理环境中，行道树、路灯、垃圾桶等往往被抽象成点状要素。路灯和垃圾桶等具有规则的几何形状，与面状要素的建模类似。而树木的建模相对来讲比较困难。其它的建模软件如MultiGen Creator采用BillBoard技术对树木建模，将树木抽象成两个交叉的十字面，通过透明贴图来模拟，效果不是很理想。SketchUp中通过Freehand工具能够实现树木的精确建模（如图1所示）。另外，网络上有丰富的skp格式的树模型资源，常见的树种可以免费下载直接或稍加编辑后使用。

图1 SketchUp所建的树模型

2.1.3 线状要素建模

线状要素包括河流、航线、道路等要素，建模时认为这些线要素是具有一定面积的立体面，需要依据实际宽度进行扩展。对于位于起伏地形上的道路建模，使用Sandbox工具栏中的Drape工具，便可实现平面道路到起伏地形曲面的投影 ^[7]。与道路不尽相同的是，河流一般低于周围地形。这时需要沿Z轴反向拉伸。

2.1.4 面状要素建模

地理环境中的建筑物、草坪、空旷的场地等通常以面状要素表示，具有面积、周长等特征。以建筑物建模为例，模型的创建是在确定了底面的基础上，通过挤压或拉伸底面，绘制屋顶等步骤实现。构建过程中可自动捕捉线条及其特征

SketchUp构建GIS三维模型方法研究

SketchUp构建GIS三维模型方法研究 (1)

1 引言

2 SketchUP的三维建模方法

2.1几何建模方法

SketchUp构建GIS三维模型方法研究 (2)

2.2 纹理映射技术

2.3 建模过程中应注意的问题

3 三维模型应用于GIS中的方法

3.1 作为三维符号应用

3.2 作为三维模型应用

SketchUp构建GIS三维模型方法研究 (3)

4 结语

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