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摘 要

近年来，随着计算机技术、三维GIS、Web GIS以及虚拟现实（VR）技术的发展，校园信息化建设得到了快速发展，而虚拟校园也成为校园信息化建设的重要组成部分。本文描述了虚拟校园的地理要素体系，在三维建模相关理论与方法的指导下，利用Google SketchUp对模型进行构建、烘焙，对照三维模型生产规范，对模型进行优化、精简。同时对虚拟校园系统所涉及的相关理论及技术问题进行了较为系统的研究，将其应用于淮阴师范学院虚拟校园系统的建设中。

关键词：虚拟校园，三维建模，实体建模，虚拟现实，web gis

Abstract: In recent years, along with the computer technology, three-dimensional GIS, Web GIS as well as the virtual reality (VR) technology development, the construction of campus informationization has obtained the fast development, and the virtual campus also becomes an important constituent of the construction of campus informationization. This paper describes the geographic features system of virtual campus, under the guidance of the three-dimensional modeling theory and methods, the use of Google SketchUp to build the model, baking, optimize and streamline the model by contrast the production specification of three-dimensional model. This paper studies the virtual campus system for the theoretical and technical issues involved in a more systematically and used it in the construction of Virtual Campus Roaming System of Huaiyin Normal University of Science and Technology.

Keywords: Virtual Campus, three-dimensional modeling, modeling, virtual reality, web gis

目 录

1 前 言 2

1.1 研究背景 2

1.1.1 Web GIS概况 2

1.1.2 三维GIS概况 2

1.2 虚拟校园系统的现状和发展趋势 3

2 研究的目标与意义 3

2.1 研究区域概况 3

2.2 研究意义 4

3 几种建模方法的比较 4

3.1 传统建模方法的优缺点 4

3.2 Google SketchUp建模的优势分析 5

4 构建虚拟校园的研究方法与路线 5

5 三维虚拟校园模型建设 6

5.1基础数据的提取与处理 7

5.2建筑物数据的采集与优化 7

5.3纹理数据的采集与处理 9

5.4 建立三维符号库 9

6 实体三维模型的构建 10

6.1 概述 10

6.2 三维地形地物的构建 10

6.3 建筑物三维模型的构建 10

6.4 校园三维景观的集成 11

7 成果发布 12

8 研究展望 13

结 论 14

参 考 文 献 15

致 谢 16

1 前 言

虚拟校园的构建主要是运用了虚拟现实技术和三维地理信息系统，进行校园的信息化建设。虚拟校园是建设校园信息化的重要组成部分。很多学校通过对校园景观的真实创建，让用户可以在虚拟校园系统进行漫游，帮助用户了解的校园构造，查询校园信息等。同时通过对校园进行数字化，有利于学校对校园景观、校园规划等信息进行统一管理。

虚拟校园是在“数字地球理”论构基础上实现的。在数字校园的实现中，虚拟校园是其中最重要的组成部分。虚拟校园的构建可以为校园管理、规划和对外宣传提供方便。用户也可以通过计算机对校内的道路，建筑等观赏实现真正意义上的漫游，并可以通过网络发布，极大地提升校园管理的现代化水平，为数字校园建设搭建一个很好的平台。

1.1 研究背景

1.1.1 Web GIS概况

网络地理信息系统（Web GIS）是基于Internet网络环境的一种分布式计算机信息系统，它可以通过网络进行地理信息的动态发布、共享、交互分析和查询。Web GIS的基本思想是在互联网上提供相关地理信息，让用户能够通过网络浏览器方便地浏览和获取GIS中的数据和服务，并能加以分析与应用。

一个完整的Web GIS是由多数据库、多主机和多个客户端，以分布式方式连接在Internet上组成的。主要包括以下几个部分： Web GIS浏览器，Web GIS服务器，Web GIS编辑器，Web GIS信息代理。

Web GIS具体的应用构造模式主要分为两种：客户端/服务器结构体系（Client/Server模式，简称C/S模式）和浏览器/服务器结构体系（Browser/Server模式，简称B/S模式）。前者应用系统由客户机和服务器组成，应用任务通常被分解为多个子任务，由客户机和服务器分别承担，合理、有效地利用了客户机和服务器的资源，减少了网络通信的负担，改善了系统运行的总体性能；后者应用系统由数据库、Web GIS应用服务器和客户浏览器组成，它把数据库和地理信息系统的应用逻辑分开，数据库的改变对应用的影响减少。

1.1.2 三维GIS概况

三维地理信息系统是现有地理信息系统组成部分之一，是传统GIS在维度上的扩展。从90年以来，三维地理信息系统逐渐成为GIS的研究热点，并广泛应用于地质灾害分析、古地貌重建、数字城市景观仿真与规划等领域。

相比于传统的二维GIS，三维GIS对客观世界的表达给人们的感受更为真实^[1]，通过三维建模与景观构造技术，用户可以真实地表达地理环境与空间现象，描述并表达空间对象之间的垂向关系^[2]。此外，三维GIS具有强大空间分析能力。其对象管理能力也突破了传统GIS的局限性。与传统二维GIS的理论研究相比，构建三维GIS系统更加复杂。

虚拟校园系统是三维GIS技术在校园数字化进程中的具体应用^[3]。虚拟校园及与其研究内容相近的数字城市是三维地理信息系统发展方向之一，部分研究还处于探索阶段，很多实际问题有待解决。

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