没有数据，当然是创造数据啊！

说起ArcGIS的学习，我最开始在2012年的时候参加了ESRI全国用户大会，被展示的各种神奇的东西所震惊。当时还是测绘工程专业的一个大二学生。

后来申请了学校的创新创业训练计划项目，制作学校的三维数字校园。

从自己测量学校的地图，进行三维建模，到将数据在ArcGIS中建库和展示，大三大四两年时间，我对于ArcGIS使用的技能可以说是突飞猛进。

当年我们项目组对学校新建区域进行修测

用谷歌影像作为底图，叠加测绘矢量图，Google Sketchup三维建模，最后在ArcScene中集成进行三维展示，开发一个小的游览系统……

数据，是可以自己生产的，在生产、加工过程中，会极大的提高自己的GIS应用能力。

这个没有完整的教程，后面附上当时写的一个技术文档还有一篇小论文初稿，可以给有兴趣的同学进行参考。目前这个技术已经不先进了，只是给大家提供一个思路，可以尝试在GIS中建立校园场景，但是具体技术实现目前已经可以使用CityEngine、Cesium等更先进的实现手段。

基于Sketchup和ArcGIS的三维数字校园建设

摘要：随着三维GIS技术的日臻成熟，数字校园作为数字地球的微观体现，越来越受到重视。本文以河北工业大学北辰校区为例，对Sketchup三维建模和ArcGIS三维分析应用进行了研究，介绍了三维数字校园从地形图测绘、遥感图获取、地理数据库建立、DEM生成、主体建筑建模、三维符号化以及后期功能实现的完整过程。对校园建设规划，数字化管理，突发情况应急处置等提出了新的解决思路。

关键词：三维数字校园、 ArcGIS、 Sketchup、DEM、 地理数据库

1 引言

随着信息化建设的加快，数字校园建设也成为高校建设的不可缺少的一部分。校园数字化建设能够对校园设施实现有效的管理和资源合理配置、利用。目前很多高校基于GIS的校园管理系统还是基于二维的，二维GIS是对现实地理世界中的地理现象进行二维平面投影,具有很大的局限性,大量的三维信息无法得到充分利用。三维GIS相比二维GIS具有更形象逼真的再现性、认知性。本文以河北工业大学北辰校区为例进行了三维数字校园的测绘和建设，对其中的地物属性进行了添加，并提供了一定的查询功能，对于学校的规划建设、设施管理、应急疏散提供了新的技术手段。

2研究区及系统介绍

本研究以河北工业大学北辰校区为研究对象，该校区总面积3000余亩, 已有近55万平方米建筑竣工投入使用，仍有近48万平方米建筑尚在规划。三维数字校园的建设，能够为学校校园规划建设提供最真实最直观的技术支持，对校园设施实现有效的管理和资源合理配置、利用，三维景观的网络发布，能够极大的促进学校的展示宣传工作。

ArcGIS10.1是美国环境系统研究所公司(EnvironmentalSystems Research Institute, Inc. 简称Esri)开发的地理信息系统软件，ArcGIS3D Analyst拓展模块提供了用于在三维(3D)环境中创建、显示和分析GIS数据的工具。ArcGlobe10.1和ArcScene10.1是ArcGIS 3D Analyst拓展模块的一部分。ArcGlobe适合城市级以上大范围的三维数字化，ArcScene

更适合校园小范围的三维精细化建模和渲染展示。GoogleSketchup是天宝导航(Trimble)公司旗下的一个非常易用的3D建模软件，非常容易上手，数据格式与ArcGIS10.1完全兼容。因此本系统以ArcScene10.1为平台，使用GoogleSketchup8进行精细化建模建立三维数字校园。

3三维数字校园技术流程

本研究以ArcGIS10.1的3D Analyst模块为依托，进行了三维数字校园的建设。主要的技术路线为：(1)通过地形图测绘、遥感影像获取、地理数据资料预处理，进行数字校园二维矢量化；(2)选择适当的地理数据库类型：由于文件地理数据库没有2GB的容量限制，对于较大范围的地理信息存储有着较大的优越性，因此选择建立文件地理数据库(File Geodatabase)对地物属性表(Attribute Table)进行编辑，根据设计的数据字典，添加相应字段(Field)，使用字段计算器(Field Calculator)对属性字段进行赋值；(3)使用Google Sketchup8进行校园主体建筑三维精细建模；(4)ArcScene10.1进行三维模型导入、定位、属性添加和符号化(Symbology)。技术流程如图1所示。

3.1数据采集

首先，进行全校1：500数字地形图测绘。(1)收集测区资料，设计控制网和测量方案。(2)利用GPS测定若干基准控制点，使用全站仪加密图根控制点，按照“先控制后碎部”的原则进行量测，除碎部点的坐标数据外还需采集与绘图有关的其他信息，如碎部点的地形要素名称、碎部点连接线型等，这些信息用图形信息码来表示。(3)参考测区草图和现场照片，利用南方CASS 9.0软件绘制地形图。

然后，获取北辰校区2012年5月0.61m高分辨率QuickBird遥感影像图，对影像进行几何精纠正、镶嵌、增强等处理。

最后，使用数码相机采集各建筑物的立面影像，用Photoshop软件进行畸变矫正和裁剪，生成建筑纹理材质。收集各个学院和学校植被等地物的名称和描述信息，建立属性表。

3.2 空间地理数据库的建立

导入1： 500地形图作为底图，将DWG文件转为线要素类(PolylineFeature Class)，在ArcScene中对地形图进行检查，并在ArcMap中删除多余杂线，确保矢量数据正确。 坐标系的统一： ArcScene使用的是投影坐标系，天津地处东经117°附近，因此选择WGS_84_UTM 50N投影坐标系。 遥感影像图的投影为Popular_Visualisation_CRS_Mercator，1： 500地形图为WGS_84地理坐标系，为减小投影变形误差，防止显示错误，提高三维数字校园显示性能，将所有的栅格和矢量要素都转化为WGS_84_UTM 50N投影坐标系。 遥感影像与1： 500地形图进行地理配准。 选择特征点，更新地理配准(Update Display)，保存配准后的遥感影像。 参考国家基础地理信息标准，结合学校实际情况，进行文件地理数据库要素类(Feature Class)属性表设计(表1)

利用1：500地形图和遥感影像图在ArcMap中根据地物特征分别创建点(Point)、线(Polyline)、面(Polygon)等要素类数据，对人行道等突出地物高度进行赋值以便在ArcScene中进行拉伸(Extrusion)。

3.3数据检查

对各个要素类(Feature Class)进行属性表的检查，依据数据字典添加相应的字段，删除冗余字段。利用字段计算器(Field Calculator)对属性列进行填充。

拓扑检查，建立要素数据集(Feature Dataset)，将面要素类导入，利用“不能有空隙”规则建立拓扑。如果要素存在拓扑错误，ArcGIS会用红色标出，然后可以在ArcMap中使用编辑(Editor)工具和节点编辑(Edit Vertices)工具对要素类进行编辑，消除拓扑错误。检查后数据如图2所示。

3.4三维建模及主体建筑定位

依据1：500地形图、建筑平面图和立面图，参考中华人民共和国测绘行业标准：三维地理信息模型数据产品规范CH-T9015-2012，Ⅰ级标准进行全校范围三维建模。

对学校的教学楼、实验楼等主体建筑在Sketchup中细节建模表现：生成建筑主体形状，利用数码相机采集的立面影像修饰真实纹理作为建筑物材质进行贴图处理。主体建筑导入ArcGIS时需要在文件地理数据库中新建多面体(Mutipatch)文件，将建筑模型使用ArcToolBox中的Import 3D Files工具或者使用3DEdit工具条进行导入。由于主体建筑使用地形图作为建模基准，模型位置比较准确，如果有错位等情况可以使用识别工具，3D编辑工具条移动命令进行精确定位。

对于路灯、树等点状3D地物直接在ArcMap中绘制相应的地物点，Sketchup整体建模表现或符号表现，在ArcScene中进行三维符号化。路灯等带有朝向的地物需要分图层，或者符号化的时候使用类别符号化(CategoriesSymbology)。

利用1：500地形图，保留道路、桥梁、观景平台、河流湖泊面等特征地物，删除房屋植被等不贴地面的地物，删除高程点，利用等高线建立数字高程模型(DEM)，在ArcScene中检查有没有飞点，如果有，编辑等高线折点高程，重新生成DEM。检查合格后，通过差值Shape(InterpolateShape)转为三维矢量，使用类别符号化。符号化后的东区花园部分DEM如图3所示。

3.5漫游动画渲染

创建一个线要素(Line Feature Class)作为三维飞行动画路径，将路径全选(Select All)。打开动画(Animation)面板，选择从路径创建飞行动画(Create FlybyFrom Path)，在Vertical offset设置视线高(一般2m即可)，然后导入(Import)，打开动画控制面板，播放预览，如果效果满意，导出动画(Export Animation)，然后在Adobe Premiere CS 5中添加背景音乐特效等即可生成非常漂亮的类似谷歌街景视角的三维漫游动画。

4 结论

本文系统阐述了基于ArcGIS的三维数字校园的设计方法与实现手段，能够真实的交互式的再现校园场景，同时具有一定的属性查询和分析功能，改变了传统的校园规划、宣传展示和设施管理模式，极大的促进了学校相关学科的发展，提高了校园规划建设的水平，借助ArcGIS强大的地理分析功能，为学生日常查询空教室，紧急情况疏散提供了新的技术手段。三维数字校园是智慧城市乃至智慧地球的一个缩影，通过对数字校园的研究，对于其他大范围的数字工程建设也有着重要的借鉴意义。

一些技术细节可以看以前写的百度文库中的文档，这里不再复制粘贴：https://wenku.baidu.com/view/38e6bbb5960590c69ec376d6