ArcGIS构建三维虚拟城市

如何在ArcGIS中构建生成三维地形地貌场景一、为什么要用三维地形地貌场景地理信息与人类的生产生活息息相关，人类的诸多活动都离不开地形。

如何更好的表达真实地形供人类实践活动所用，一直是人们追求的目标。

在古代，人类用符号、线条在绢、丝、布、兽皮、纸等介质上标绘地形。

所用的符号各种各样，如用△代表山峰，用数字标注海拔，用线条表示行进路线等等。

在不同的历史时期和不同的区域，符号系统有很大的区别。

到了近代逐渐形成了统一的图例，平面地图被广泛应用在更行各业中，这种方式最大的缺点是不直观，缺乏真实感。

为了更直观更形象的表达地理信息，人们用到了沙盘，它除了平面方位之外，还能表达空间上的方位，因为它是真实三维地形地貌的微缩场景。

二、什么是三维虚拟仿真技术三维地形虚似可视化仿真技术是指在计算机上对数字地形模型中的地形数据实时的进行三维逼真显示、模拟仿真、简化和多分辨率表达等内容的一项技术。

它涉及到遥感与测绘、现代数学、计算几何、地理信息系统、计算机图形学等众多学科领域，在游戏交互、土地与城市规划、战场环境仿真、飞行器导航与地形提示和警告系统等众多领域有广泛应用。

三、如何在ArcGIS中构建生成三维地形地貌首先，请确保水经注万能地图下载器软件版本为X3.0build2224及以上，然后我们只需要以下几步说明如何在ArcGIS(ArcSence)中构建生成“XX市”虚拟三维地形地貌场景。

第一步：下载卫星影像和高程数据这里我们按行框选下载X围的方式同时下载“XX市”的谷歌高清卫星影像和高程数据。

在软件的下载工具栏中点击“框选下载”工具，可以在视图中框选需要下载的X围。

在绘制的矩形X围中双击之后，可以新建下载任务。

在“新建任务”对话框中，勾选“下载高程”可以同时下载高程。

在选择级别时，对于高程来讲一般选择11到15级，15级以上精度没有提高；对于影像来讲，一般选择15到19级，19级以上的国内区域数据清晰度没有提高，是基于19级放大的。

arcgis三维建模步骤ArcGIS三维建模步骤三维建模是ArcGIS中的一项重要功能，可以通过创建真实感十足的三维模型来进行场景建模、可视化分析等。

下面将介绍ArcGIS 中进行三维建模的具体步骤。

步骤一：数据准备在进行三维建模之前，首先需要准备好相关的数据。

这些数据包括高程数据、影像数据、建筑物数据等。

高程数据可以通过卫星遥感获取，影像数据可以通过航空摄影获取，建筑物数据可以通过现场勘测或CAD软件导入等方式获取。

步骤二：创建三维场景在ArcGIS中，可以通过创建三维场景来进行三维建模。

打开ArcGIS软件，在“Catalog”菜单中选择“ArcGlobe”，打开ArcGlobe窗口。

然后在“File”菜单中选择“Add Data”，将之前准备好的高程数据、影像数据等添加到三维场景中。

步骤三：导入建筑物数据在三维场景中，可以通过导入建筑物数据来进行建筑物的三维建模。

在ArcGlobe窗口中选择“File”菜单中的“Add Data”选项，将之前准备好的建筑物数据导入到三维场景中。

步骤四：贴图处理在三维建模中，贴图处理是一个重要的步骤。

通过选择合适的贴图材质，可以使建筑物的外观更加真实。

在ArcGlobe窗口中选择“Tools”菜单中的“Texture Mapping”选项，然后根据需要选择合适的贴图材质，并将其应用到建筑物上。

步骤五：调整建筑物形状在三维建模中，可以通过调整建筑物的形状来使其更加符合实际。

在ArcGlobe窗口中选择“Edit”菜单中的“Edit Vertices”选项，然后通过拖动顶点、边或面来调整建筑物的形状。

步骤六：添加细节在三维建模中，可以添加一些细节来增加建筑物的真实感。

例如，可以添加窗户、门、屋顶等细节元素。

在ArcGlobe窗口中选择“Edit”菜单中的“Edit Vertices”选项，然后通过在建筑物上绘制线段或面来添加细节元素。

步骤七：光照和阴影处理在三维建模中，光照和阴影处理可以使建筑物的外观更加逼真。

如何使用ArcGIS制作三维地图
有的时候需要查看某个地方的地形地貌，这时候就需要使用三维地图，那如何将二维的地图做成三维的呢，我们可以借助ArcGIS来制作三维地图。

工具/原料
水经注万能地图下载器 ArcGIS
方法/步骤
1.翻开水经注万能地图下载器，将地图切换到谷歌地球〔图1〕。

图1
2.缩放地图到需要下载的地方，点击“下载〞→“框选下载〞，将需要下载的地方给框选上〔图2〕。

图2
3.双击，在弹出的对话框中选择“高级模式〞，在右上方将“高程地图〞勾选上，设置好任务名称和勾选上下载级别〔图3〕。

图3
4.点击“列表〞→“高级任务〞可以看到刚刚下载的任务，把鼠标移上去可以看到“导出拼接图片〞按钮〔图4〕，点击。

图4
5.在弹出的对话框中一切默认，点击“输出〞分别将高程和影像导出成tif格式〔图5〕。

图5
6.分别将生成的高程和影像tif加载到ArcScene内，可以看到现在还不是三维的地图〔图6〕。

图6
7.在影像图层上点击右键，选择“属性〞〔图7〕，在弹出的对话框中点击“根本高度〞，选择“在定义外表浮动〞，然后在“自定义〞旁边选择一个适宜的数字，这里设置的是0.00002〔图8〕。

图7
图8
8.到此就完成了三维地图的制作〔图9〕，有兴趣的朋友可以自己试一下。

图9。

使用GIS模板创造三维数字城市（一）ArcGIS提供了ArcScene和ArcGlobe两种应用程序，二维数据可以以三维的形式进行可视化展示。

然而，一般采用设置图层的“Base Heights”属性实现。

某些情况下，把二维几何图形转化为贴附地形表面的三维要素是非常必要的。

这样，当你想使用这些要素和地表交互或者进行空间分析的时候会更具有真实性。

如下的操作步骤描述了如何使用三维数据并结合地形数据来创建三维贴附地形的三维要素，模板中使用的数据是虚拟城市模板的一部分。

数据下载地址：/s/30Oyr1、打开2Dto3D.sxd文档在“2Dto3D\Maps and GDBs”下启动2Dto3D.sxd文档。

右键单击DEM图层，点击【属性】，在【基本高度】标签下启用【在自定义表面浮动】选项，如图2。

设置完成以后DEM可以看到高低起伏，而二维数据却在DEM下面。

我们可以通过设置图层属性（【基本高度】->【在自定义表面浮动】）来显示，但是如果你得到真实的三维要素，那需要将二维要素转化为基于DEM的三维要素。

2、二维线转化为三维线我们已经构建了一个创建好的模型来快速生成3D线。

右键点击“2Dto3Dlines”GP模型（位于CityData.gdb中Conversion工具箱中）并【编辑】。

通过模型我们可以看到要对“Streets”进行简化，去掉多余的曲线；然后，简化的街道数据被“Interpolate Shape”工具转化为3D街道数据。

点击【模型】->【验证整个模型】，然后【运行】。

定位到书签“3Dstreets”和“Bridges”查看分析结果。

3 、二维点转化为三维点我们同样构建了一个模型来快速生成3D点。

右键点击“2Dto3DPoints”GP模型（位于CityData.gdb中Conversion工具箱中）并【编辑】。

可以看到，“Street furniture”点数据直接被“Interpolate Shape”工具转化成3D点。

基于GIS的三维数字城市构建研究作者：郑煜琳来源：《科技创新导报》 2014年第27期郑煜琳(贵州大学贵州贵阳 550007)摘要：数字城市是城市信息化的重要途径，开展三维数字城市构建研究非常必要。

三维数据城市系统主要由数据资源层、数据处理层、数据应用层三层组成，分析了各层的功能及要求。

针对数字城市三维建模的要求，提出了建模方法。

GIS技术、三维建模技术的综合运用，为数据城市建设提供了保障。

关键词：GIS 数字城市三维模型 3DMAX中图分类号:P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)09(c)-0024-01随着城市信息化进程的加快，数字城市成为研究的热点，全国各地纷纷开展数字城市建设工作。

数字城市以地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位系统（GNSS）、虚拟现实技术（VR）为基础，对城市基础地理信息数据进行采集，建立空间地理信息数据库，综合运用WebGIS等先进技术，为行政管理部门、企事业单位及人民群众提供多尺度、多分辨率、多时态的综合信息服务应用，并为政府决策提供依据。

三维数字城市具有三维视觉感，清晰表达数字城市的功能，能满足公众的需求，建立三维可视化模型是实现三维数字城市的基本保证。

研究三维数字城市构建方法，具有重要意义。

1 基于GIS的三维数字城市系统结构目前三维数字城市结构一般由数据资源层、数据处理层、数据应用层三层组成。

数据资源层主要包括基础资源数据库、2D数据、三维模型数据组成，其中基础资源数据库主要包括数据高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）、数字线画图（GLG）三部分组成。

基础资源数据库数据经过处理后生成地表数据集（MPT文件），2D数据、三维模型数据构成了扩展GIS数据库；数据处理层主要由数据库、驱动平台、用户界面三部分组成，以地表数据集与扩展GIS数据库为基础，构建三维数字城市驱动平台，综合运用WebGIS、网络技术，通过三维数字城市系统用户界面，为用户提供基础地理信息服务。

ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程ARCSCENE是一种功能强大的三维GIS软件，它可以帮助用户将现实世界的地理信息制作成虚拟现实的可视化效果。

下面是一份关于如何使用ARCSCENE进行三维GIS虚拟现实可视化制作的教程，帮助初学者了解基本的操作步骤。

第一步：数据准备第二步：打开ARCSCENE软件在你的电脑上打开ARCSCENE软件。

如果你已经安装了ARCSCENE软件，可以直接点击桌面上的程序图标打开软件。

第三步：导入地理信息数据从菜单栏中选择“文件”，然后选择“导入”选项。

在弹出的对话框中，选择要导入的地理信息数据文件，然后点击“打开”按钮。

ARCSCENE会将数据导入到软件中。

第四步：创建场景在导入地理信息数据后，需要创建一个场景来展示数据。

在菜单栏中选择“场景”选项，然后选择“新建场景”。

在弹出的对话框中，设置场景的名称、坐标系统、单位等参数，然后点击“确定”按钮。

第五步：调整视角在创建场景后，你可以通过鼠标操作来调整视角。

在左上方的工具栏中选择“三维漫游”工具，然后通过拖动鼠标来改变视角。

也可以使用键盘上的方向键来调整视角。

第六步：添加图层在菜单栏中选择“插入”选项，然后选择“添加数据”。

在弹出的对话框中，选择要添加的图层文件，然后点击“打开”按钮。

添加的图层将会在场景中显示出来。

第七步：设置图层属性在添加图层后，需要对图层进行一些属性设置。

通过右键点击图层名称，在弹出的菜单中选择“属性”选项。

在弹出的对话框中，你可以设置图层的颜色、透明度、阴影等属性。

第八步：添加效果除了基本的图层显示外，你还可以添加一些效果来提升可视化效果。

通过菜单栏中的“效果”选项，可以添加光照、阴影、雾效等。

点击“效果”选项后，弹出一个对话框，你可以在其中选择并设置各种效果。

第九步：保存和导出这里仅仅是一个简单的ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程，帮助初学者快速入门。

实际操作过程中可能会遇到更多的问题和挑战，建议多加练习和尝试，深入了解软件的各种功能和工具，以便能够更好地运用ARCSCENE进行三维GIS虚拟现实可视化制作。

ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程在三维场景中浏览数据更加直观和真实，对于同样的数据，三维可视化将使数据能够提供一些平面图上无法直接获得的信息。

可以很直观地对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读，比二维图形如等高线图更容易为大部分读图者所接受。

ArcScene 是ArcGIS 三维分析模块的一部分，通过在3D Analyst 菜单条中点击按钮打开。

它具有管理3D GIS 数据、进行3D 分析、编辑3D 要素、创建3D 图层以及把二维数据生成3D 要素等功能。

一、要素立体显示有时需要将要素数据在三维场景中以透视图显示出来进行观察和分析。

要素数据与表面数据的不同之处在于，要素数据描述的是离散的对象如点对象、线对象、面对象（多边形）等。

它们通常具有一定的几何形状和属性。

常见的点要素有通信塔台、泉眼等在地图上通常表现为点状符号；线状要素更为常见，如道路、水系、管线等等；多边形要素如湖泊、行政区及大比例尺地形图上的居民地等。

在三维场景中显示要素的先决条件是要素必须被以某种方式赋予高程值或其本身具有高程信息。

因此，要素的三维显示主要有两种方式：1）具有三维几何的要素，在其属性中存储有高程值，可以直接使用其要素几何中或属性中的高程值，实现三维显示；2）对于缺少高程值的要素，可以通过叠加或突出两种方式在三维场景中显示。

所谓叠加，即将要素所在区域的表面模型的值作为要素的高程值，如将所在区域栅格表面的值作为一幅遥感影像的高程值，可以对其做立体显示；突出则是指根据要素的某个属性或任意值突出要素，如要想在三维场景中显示建筑物要素，可以使用其高度或楼层数这样的属性来将其突出显示（图1）。

图1 建筑物二维图形按高度突出另外，有时研究分析可能需要使用要素的非高程属性值作为三维Z值，在场景中显示要素。

最常见的是在社会、经济领域的应用。

如对某省行政范围内每个市县的经济总量值作为Z 值进行三维立体显示（图2），可直观地观察和分析全省总体的情况。

创建三维虚拟城市流程一、 ArcGIS结合SketchUp建模1. 流程概括(1)使用ArcGIS桌面，即ArcMap，加载矢量数据；(2)在ArcMap环境中，利用SketchUp插件工具，将所需要建模的区域导入SketchUp中。

(3)在SketchUp创建模型。

(4)在SketchUp中将模型转成ArcGIS的Multipatch模型要素文件并保存于Personal GeoDatabase（后面统称为PGDB）中。

2. 软件环境软件 版本 安装先后顺序ArcInfo 9.2和9.3.1 1Google SketchUp 6.0 pro版 2模型转化插件 SketchUp6ESRI 3软件安装及配置步骤如下：(1)安装ArcGIS Desktop软件，如ArcInfo。

（过程略）(2)安装草图大师Goolge SketchUp软件。

（过程略）(3)安装SketchUp6 ESRI 插件，过程如下，双击“SketchUp6ESRI.exe”，开始安装，接受协议，点击“Next”，第一个组件“GIS Plugin”，使用户能够在SketchUp中将模型以Multipatch要素的形式导入GDB。

第二个组件“3D Analyst SketchUp 3D Symbol Support”，用户可以在ArcMap中将GIS数据导入SketchUp中。

上述两个组件的安装位置尽量不要改变，可能会导致在SketchUp中导出3D模型失败。

执行组件安装，(4)在ArcGIS环境中激活SketchUp6 ESRI插件，过程如下， 启动ArcMap界面，在工具栏上右键，单击“Customize”，点击“Add from file”，加载SketchUp插件安装后，为ArcGIS产品添加的动态库文件“FeaturesToSkp.dll”，该动态库的位置在ArcGIS 安装目录下，添加插件动态库后，在Toolbars项中可以找到SketchUp6的功能项，选中“SketchUp 6 Tools”组件以后，在桌面上会弹出组件的功能按钮二、 具体步骤安装完“SketchUp6ESRI”插件以后，我们来开始实际的建模过程。

基于MapGIS三维数字城市的实现王星捷【摘要】随着硬件设备、信息技术和媒体技术的迅速发展，大规模虚拟地形场景得到了越来越多的关注，三维数字城市的重要性也越来越突出，同时出现了一些技术难点。

针对三维数字城市建设中三维可视化表达模型和可视化技术的难点问题，提出了一种基于MapGIS技术的三维数字城市技术，采用了MapGIS技术和Sketchup平台相结合，通过制作精细的二维地图数据、三维模型并通过二维地图数据与三维模型的无缝结合，实现了三维数字城市。

具体的实例结果表明，在三维建模、三维模型存储和三维模型可视化的整个过程中体现出快捷、交互性好、浏览效率高等优点，较好地解决了技术的难点。

为三维数字城市建设提供了一种新的方法，为三维数字城市的实现提供了技术参考。

%With the rapid development of hardware equipment,information and media technology,the virtual terrain scene with large scale has become more and more concerned by people,and some technical difficulties have emerged. In order to solve the difficulties in the process of 3D digital city construction,such as the technique of 3D visualization expression model and visualization,a 3D digital city technology based on MapGIS is proposed. The combination of MapGIS and Sketchup platform,the three-dimensional digital city is real-ized through the production of fine two-dimensional map data,three-dimensional model and seamless integration between two-dimen-sional map data and three-dimensional model. The specific example demonstrates that the whole process of 3D modeling,3D model stor-age and visualization of 3D model is fast and interactive,with highefficiency,which solves the technical difficulties well. It provides a new method and technical reference for the construction of 3D digital city.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2016(026)012【总页数】4页(P96-98,102)【关键词】三维模型;三维数字城市;MapGIS;SketchUp【作者】王星捷【作者单位】成都理工大学工程技术学院，四川乐山614007【正文语种】中文【中图分类】TP319在现今高速发展的网络时代，无论是网络的快速发展还是人们意识形态的转变，都发生着相当大的变化，尤其是人们对于维度的改变有了一个全新的认识，以往的二维空间已经不能满足用户的各种需求，而火热上升的三维时代正在被用户所期待。