基于AutoCAD和3DMAX的数字焦作三维景观建模研究

摘要

作为人类重要的生活聚集地，城市的发展伴随着人类文明成果的产生、传播和发展。在越来越信息化发展的今天，城市的地位将更为突出，城市所发挥的作用也将越来越明显。如何构建数字城市三维场景模型，使得三维城市模拟和仿真可以形象化的显示，并在三维环境下进行城市地物建模和仿真以及属性和空间几何关系的无缝连接，已经成为数字城市(Digital City)领域的研究热点。充分发挥AutoCAD和3DMAX软件优势，结合GIS二次开发，为数字城市三维景观平台创建提供了可能。
　　三维景观模型构建是数字城市系统的重中之重，本文着重研究数字焦作系统三维景观地物模型的构建方法。首先，本文应用AutoCAD2008二次开发工具ObjectARX创建CAD实时扩展模块“LBQ_SwiftMap1.arx”，实现数字城市地物三维实体模型快速构建，也称为白模模型。其次，结合3DMAX建模优势，将AutoCAD2008创建的三维实体模型导入3DMAX进行精细改造，构建带有焦作特色的具有标志性建筑物三维精细模型模型，如政府大楼、学校、大型酒店、高层居民小区等;同时，基于二维GIS与Python语言相结合方法，快速截取研究区遥感影像中城市地物顶部影像作为地物模型顶部纹理。再次，充分利用MAXScript脚本功能，创建3DMAX快速贴图卷展栏，实现快速纹理贴图，不仅降低工作量，而且有效解决“真实性”与“实时性”之间的矛盾。最后，依据系统开发原则和系统功能需求，在数字城市三维场景模型建立基础上，进行“数字焦作三维景观系统”总体设计，并初步实现“数字焦作”系统场景漫游、地物属性查询、量测设计、空间分析和规划分析等功能。
　　本文在传统的基于AutoCAD和3DMAX软件建模基础上，实现三维实体模型快速构建和纹理贴图，同时具有高精度、高效率的优点，为三维建模技术提供参考。同时，数字焦作三维景观系统的建立为各行各业的数字化平台管理提供三维应用的技术支持，为城市规划、建设和管理等提供直观的三维信息化服务，有效提高城市信息利用和共享水平。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．4 本文章节安排

第2章 三维建模方法

2．1 常用三维建模方法

2．1．1 基于二维GIS数据的三维建模

2．1．2 基于遥感影像的三维建模

2．1．3 基于激光、雷达的三维建模

2．1．4 基于AutoCAD和3DMAX的三维建模

2．2 常用建模软件

2．2．1 AutoCAD

2．2．2 3DMAX

2．2．3 MAXScript

2．2．4 ArcGIS和ArcGISEngine

2．2．5 ArcGIS和Python

第3章 数据获取与预处理

3．1 研究区概况

3．2 数据分类

3．3 数据获取

3．3．1 DEM数据获取

3．3．2 建筑物高度数据获取

3．3．3 三维对象几何要素获取

3．3．4 纹理数据获取

3．3．5 其它数据获取

3．4 数据预处理

3．4．1 线划图数据处理

3．4．2 遥感影像和二维GIS数据预处理

3．5 纹理数据预处理

第4章 三维建模与纹理贴图

4．1 三维模型构建

4．1．1 地表建筑物模型建模

4．1．2 交通和水系模型建模

4．1．3 三维地形场景模型建模

4．1．4 绿化模型建模

4．1．5 其它附属物模型建模

4．2 纹理映射

4．2．1 地表建筑物贴图

4．2 建筑物精细模型构建

4．3 模型检查和场景优化

4．3．1 三维模型检查

4．3．2 三维场景优化

4．4 创建三维标注

4．5 地物与地形的集成

4．5．1 建筑物模型与地形集成

4．5．2 道路模型与地形集成

4．5．3 其他模型与地形集成

第5章 系统总体设计

5．1 需求分析

5．2 系统设计目标

5．3 系统设计原则

5．4 系统总体结构设计

5．4．1 系统软硬件配置

5．4．2 开发平台

5．4．3 数据库

第6章 数字焦作系统功能设计及实现

6．1 系统功能设计

6．2 系统功能实现

6．2．1 三维场景浏览

6．2．2 查询与定位

6．2．3 量测功能

6．2．4 空间分析

6．2．5 规划分析

结论

总结

讨论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果