測(cè)繪工程論文40910

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 開(kāi)題報(bào)告（含論文綜述） 系 （部）： 建筑工程系 課題名稱(chēng)：基于3ds三維校園地圖制作及其 漫游實(shí)現(xiàn) 8 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題的依據(jù)（包括課題來(lái)源、依托的項(xiàng)目名稱(chēng)、研究或應(yīng)用意義、國(guó)內(nèi)外研究或應(yīng)用現(xiàn)狀，附主要參考文獻(xiàn)） 傳統(tǒng)地圖是在圖紙上根據(jù)地圖投影、地理坐標(biāo)和比例尺，用各種地圖符號(hào)（點(diǎn)狀符號(hào)、線(xiàn)狀符號(hào)、面狀符號(hào)）和文字注記、顏色來(lái)表示一定區(qū)域內(nèi)的地形、地貌、地物以及各

2、種地理現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。因此，地圖是對(duì)地理空間信息的抽象化、符號(hào)化的描述。這使得地圖符號(hào)既是制圖者表達(dá)地理空間信息的手段，又是地圖使用者獲取地理空間信息的工具和手段。對(duì)于制圖者工作者，不僅要有很強(qiáng)的空間認(rèn)知能力，還要能使設(shè)計(jì)的地圖符合人們的認(rèn)識(shí)規(guī)律，以使讀圖效果達(dá)到最佳；對(duì)于地圖的使用者，除了有良好的空間認(rèn)知能力外，還要具有一定的讀圖經(jīng)驗(yàn)，只有這樣才能把平面地圖上的空間信息轉(zhuǎn)化到形象的三維地理空間之中。 傳統(tǒng)的二維紙質(zhì)地圖，作為常規(guī)性的測(cè)繪產(chǎn)品，是一種有效的地理空間信息載體，在人們認(rèn)識(shí)地理環(huán)境，獲取并分析應(yīng)用地理信息發(fā)揮了重要的作用。我們生活在一個(gè)真三維的現(xiàn)實(shí)世界里，而傳統(tǒng)的二維地圖只對(duì)處

3、于三維空間中的各種地理對(duì)象全部進(jìn)行向二維平面投影的簡(jiǎn)化處理，導(dǎo)致第三維方向（即垂直方向）上的幾何位置信息、空間拓?fù)湫畔⒑筒糠终Z(yǔ)義信息的損失，不能完整地反映客觀世界。因此，傳統(tǒng)地圖所表達(dá)的地理信息是凝固的、靜止的、平面化的。所以傳統(tǒng)地圖具有以下三個(gè)明顯的特點(diǎn)：空間信息平面化、地理信息符號(hào)化、地圖內(nèi)容的平面化和靜止化。 三維電子地圖以其直觀的三維地形、地物代替了抽象的二維地圖符號(hào)。這使得地圖超出了傳統(tǒng)的地理信息符號(hào)化、空間信息水平化和地圖內(nèi)容凝固化、靜止化、平面化的狀態(tài)，進(jìn)入了動(dòng)態(tài)、多維的可交互的地圖條件下，通過(guò)直觀的方式模擬人的地理空間認(rèn)知方式以及進(jìn)行各種空間地理分析的階段。地圖學(xué)理論從單純的

4、地圖傳輸理論、地圖語(yǔ)言理論以及地圖認(rèn)知理論轉(zhuǎn)變?yōu)樵谌S虛擬地理環(huán)境中，模擬人在自然地理環(huán)境中(包括地下、地面、空中)進(jìn)行地理認(rèn)知、空間地理分析應(yīng)用的理論研究。 在本論文中，講以桂林理工大學(xué)南校區(qū)作為小范圍例子，利用3ds Max建模功能制作三維的地圖，三維地圖的直觀代替二維地圖的抽象。在此基礎(chǔ)上，試圖實(shí)現(xiàn)漫游功能，將三維地圖的空間信息和盡可能的發(fā)揮三維地圖的海量地理信息， 最近幾年，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量三維電子地圖的研究。世界著名的CAD Center認(rèn)識(shí)到三維電子地圖和實(shí)時(shí)三維仿真的重要性已經(jīng)研制了Virtual Kyoto.他們認(rèn)為基于三維電子地圖的3D GIS很快將在公共服務(wù)、城市旅游、

5、城市規(guī)劃等各領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的應(yīng)用。美國(guó)著名的三維仿真軟件Vega(一般都基于Multigen Creator 建模)也已經(jīng)把自己的三維仿真產(chǎn)品與GIS相結(jié)合了。 國(guó)內(nèi)三維電子地圖也早成為人們研究的重點(diǎn)。武漢測(cè)繪科技大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、武漢適普軟件公司、北京靈圖、武漢天元等多家研究單位和公司都在三維電子地圖和三維地理信息系統(tǒng)的研究上做了大量的研發(fā)工作，也開(kāi)發(fā)了具有自己特色的軟件產(chǎn)品。 [1]阮晴,河宗宜.基于3DS MAX的武漢大學(xué)校園立體圖的制作.測(cè)繪通報(bào),2002年,第12期:49—51 [2]馮莉莉,武衛(wèi)玲.基于3ds Max的虛擬校園三維模型的創(chuàng)建.林業(yè)科技情報(bào),2009年,第41卷

6、第1期:10—11 [3]田銀磊,楊艷.基于VRML的虛擬校園場(chǎng)景.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2010年12月,第32卷第23期:127—130 [4]陸麗芳.基于3DS MAX的小區(qū)模型制作方法．計(jì)算機(jī)時(shí)代,2007年,第11期:67—68 [5]趙娟,何宗宜,阮晴.校園三維圖的研制.測(cè)繪科學(xué),2006年7月,第31卷第4期:155—156 [6]胡晉山 康建榮 吳慶忠.基于3DS 3維校園地圖漫游實(shí)現(xiàn).測(cè)繪與空間地理信息,2008年10月,第31卷第5期:5—8 [7]于冰,徐柱,劉國(guó)祥.GoogleEarth支持下校園真實(shí)感三維建模方法及應(yīng)用.測(cè)繪工程,2010年2月,第19卷第1期:

7、63—67 [8]周勤,葉城康,丁志敏.SketchUp 建模技術(shù)在三維校園中的應(yīng)用.山西建筑,2010年7月,第36卷第19期:361—362 [9]宋潔華 趙志忠 李婷 王平 李少偉.基于SketchUp 的虛擬城市三維建.山西建筑,2010年9月,第23卷第3期:334—337 [10]席桂花.基于SketchUp 和VRML 的虛擬漫游系統(tǒng)開(kāi)發(fā).多媒體技術(shù)及其應(yīng)用,2009年10月,第30卷第5期:8534—8535 [11]《3ds Max循序漸進(jìn)教程》第三章,材質(zhì)和貼圖.龍騰科技出版社. [12]龔正偉,李振華.3ds Max8完全手冊(cè)[M].北京:清華大學(xué)出版社,200

8、6年. 二、設(shè)計(jì)或研究?jī)?nèi)容、預(yù)期目標(biāo)及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題（此部分為重點(diǎn)闡述內(nèi)容） 一般我們以往的測(cè)圖成果都是線(xiàn)性圖，盡管利用CAD或者是南方CASS成圖，在二維線(xiàn)性圖上包含了大量的地理信息，但是都是用過(guò)一些特定的地物符號(hào)表示，假如用于普通的指導(dǎo)作用，沒(méi)辦法很直觀的表示使用者的所處位置，更不用說(shuō)在此上能快速獲取一些地理信息。比如在校園內(nèi)，各個(gè)建筑內(nèi)的部門(mén)分布信息。 在1:500的校園地形圖上，將線(xiàn)性圖以及其地理信息轉(zhuǎn)化到立體的三維地圖上，在視覺(jué)上，可以極大程度上讓人哪怕初到此地也能很快的認(rèn)識(shí)自己所處地點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，在使用VTML的漫游功能，三維的校園模型實(shí)現(xiàn)漫游，將大量的

9、地理信息配合到主觀的三維模型，可以更加好的實(shí)現(xiàn)漫游的信息化的優(yōu)勢(shì)。 本次的設(shè)計(jì)中三維地圖的制作分為兩大部分：建模和渲染。建模是將建筑物，構(gòu)筑物，各個(gè)地物等一一按照實(shí)際的地理情況通過(guò)3ds Max的建模功能制作出來(lái)；渲染是屬于后期制作，建模沒(méi)辦法將生動(dòng)形象的制作出各種場(chǎng)景，所以，通過(guò)渲染，貼圖等方法將場(chǎng)景生動(dòng)形象，盡可能的制作出如臨其境的效果。 建模的設(shè)計(jì)，通過(guò)參考各種論文以及查閱教材，3ds Max有很多種建模的方法，主要有三種：多邊形，面片及NURBS建模。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我使用了三種方法實(shí)現(xiàn)建模。 方法一：在底片上存在的簡(jiǎn)單房屋，直接選中它的輪廓線(xiàn)，用Hide unselecte

10、d（隱藏未選中對(duì)象）命令其他房屋隱藏，選中房屋的外圍輪廓線(xiàn)，用樣條編輯里的extrude(拉伸)命令建模。 遇到問(wèn)題：由于使用的底片的各個(gè)部分使用的控制點(diǎn)高程不統(tǒng)一，導(dǎo)致一些高程出現(xiàn)很大高差，所以使用方法一建模會(huì)出現(xiàn)很多麻煩。在此問(wèn)題上，得出方法二建模方法。 方法二：講二維底圖（DWG格式）用import命令導(dǎo)入到3ds Max中（導(dǎo)入時(shí)會(huì)彈出對(duì)話(huà)框，一般選擇默認(rèn)設(shè)置）。需要將底圖在視圖中放大，用line工具重新繪制底圖，再利用節(jié)點(diǎn)捕捉工具，快速建立二維模型。在二維模型的基礎(chǔ)上，使用Extrude命令向高拉伸，民房按每層3米拉伸。 遇到問(wèn)題：對(duì)于簡(jiǎn)單的房屋是個(gè)好方法，但是出現(xiàn)到一些結(jié)構(gòu)較

11、為復(fù)雜的樓房這個(gè)方法十分的笨拙，操作復(fù)雜，難度較大?！盎?ds Max的武漢大學(xué)校園立體圖的制作”中，作者提及：“事實(shí)上，沒(méi)有多少事物不能使用多邊形建模的。”我開(kāi)始嘗試方法三。 方法三：直接利用3ds Max中提供的各種標(biāo)準(zhǔn)基本形，擴(kuò)展基本形，還有各種輔助圖形，通過(guò)使用布爾運(yùn)算進(jìn)行修改，得出與實(shí)際形狀一致的場(chǎng)景。  三、研究方案（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線(xiàn)、實(shí)驗(yàn)手段、關(guān)鍵技術(shù)等） 設(shè)計(jì)大致分兩部分：3ds Max 制作三維校園模型和Sketchup實(shí)現(xiàn)漫游。 在三維校園模型部分的具體步驟： 1. 根據(jù)原有的測(cè)量成果的二維線(xiàn)性圖，了解具體的校園情況。 2. 實(shí)地考察，通過(guò)拍攝，

12、記錄校園內(nèi)建筑的具體情況，包含建筑的材質(zhì)，顏色，結(jié)構(gòu)等 3. 使用原有的校園地形圖.DWG文件作為底圖，導(dǎo)入3ds Max軟件中，使用多邊形，和布爾運(yùn)算等方式結(jié)合起來(lái)，制作三維的校園模型。 4. 對(duì)于原始的模型進(jìn)行材質(zhì)與貼圖，設(shè)計(jì)燈光等操作。 5. 對(duì)于基本完成的模型進(jìn)行整體協(xié)調(diào)修改。 6. 講建好的校園模型以max的文件保持下來(lái) 在Sketchup實(shí)現(xiàn)漫游方面： 利用已經(jīng)用3ds Max制作好的三維模型導(dǎo)入Sketchup中，結(jié)合Sketchup中簡(jiǎn)單建模的功能，設(shè)置簡(jiǎn)單的場(chǎng)景。利用Sketchup中自帶的漫游功能，實(shí)現(xiàn)三維模型的漫游，同時(shí)使用Sketchup中的動(dòng)畫(huà)制作的功能，

13、最后使用攝像機(jī)，錄制各個(gè)場(chǎng)景，方便之后在瀏覽器上可以快速的從一個(gè)攝像機(jī)過(guò)渡到另一個(gè)攝像機(jī)，制作漫游動(dòng)畫(huà)。是三維地圖不僅能夠發(fā)揮其地圖的效用，同時(shí)還可以為制作地圖的區(qū)域的提供宣傳作用。 四、設(shè)計(jì)或研究計(jì)劃進(jìn)度 2010年3月9日——2010年3月25日 搜集國(guó)內(nèi)外各種有關(guān)3ds Max建模相關(guān)的文獻(xiàn)資料 2010年3月26日——2010年4月5日 粗讀所收集的各種文獻(xiàn)資料并將其分類(lèi) 2010年4月11日——2010年4月20日 初步設(shè)計(jì)論文的流程及中心思想，制作初步的三維校園模型 2010年3月9日

14、——2010年4月20日 仔細(xì)閱讀歸類(lèi)后的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)讀書(shū)筆記，論文提綱以及開(kāi)題報(bào)告 2010年4月11日——2010年4月20日 使用各種方法嘗試制作校園模型 2010年4月25日——2010年5月10日 撰寫(xiě)論文正文 五、設(shè)計(jì)（論文）的預(yù)期成果與特色或創(chuàng)新之處 改變傳統(tǒng)二維地形圖的空間信息平面化、地理信息符號(hào)化、地圖內(nèi)容的平面化和靜止化的缺點(diǎn)。三維電子地圖以其直觀的三維地形、地物代替了抽象的二維地圖符號(hào)。二維地圖將各種地理信息投影轉(zhuǎn)到平面上，地圖使用者只能通過(guò)一些抽象的文字符號(hào)、注記去想象地圖制圖者所描繪的真

15、實(shí)世界。三維地圖可以避免傳統(tǒng)的二維地圖的不足之處。取而代之的是三維地圖的空間信息立體化，信息符號(hào)的簡(jiǎn)單化，地圖內(nèi)容的形象和直觀化。哪怕沒(méi)有良好的讀圖經(jīng)驗(yàn)的人也可以簡(jiǎn)單易懂的明白地圖信息。在直觀形象的三維立體地圖的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)漫游，可以方便初到此地的人們輕而易舉的知道自己所處位置的四周環(huán)境。直觀的形象被人接受。較好的立體圖收到地圖使用者得歡迎，陌生的旅行者對(duì)著“似曾相識(shí)”的景物也會(huì)興趣大增，來(lái)訪者足不出戶(hù)就可以領(lǐng)略校園風(fēng)光身臨其境的感覺(jué)。 六、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 七、系（部）審核意見(jiàn) 系（部）主任簽字： 年 月 日