基于Google Earth技術的三維GIS研究

摘要：本文借助Google Earth技術，通過Google Earth API 和 KML對Google Sketchup搭建的三維模型開展研究分析，將研究完成的三維模型以網頁形式展現，該網頁具備瀏覽、定位及查詢等功能。首先，描述了網絡化三維GIS的兩種方法，其次，通過實例對該網頁實現過程進行研究，確保了三維GIS的實用性。

關鍵詞：Google Earth技術 三維GIS 研究

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0109-01

隨著網絡的發展，網絡化三維GIS已經成為GIS的發展趨勢。借助Google Earth API和KML將三維模型網頁化，使得地理空間更形象、逼真，實體再現三維模型。

1 網絡化三維GIS的方法

1.1 三維建模

三維建模技術主要是依據物體的三維空間信息，借助相關建模軟件還原構建物體的幾何模型，常見模型有線框模型、表面模型、實體模型等。一般借助Google Earth建模有2種方法：

（1）借助直接建模工具建模，如Google Sketchup等工具；

（2）借助建模軟件（如Auto CAD 或3DS max等）建模，通過建模軟件建模需借助第三方轉換工具將模型格式轉換為KML文件，之后在Google Earth 上完成繪制。

近年來，因采用Google Sketchup建模生成的文件內存小、傳輸快，且Google Sketchup 和Google Earth具有良好的兼容性，便于模型處理和顯示，很多學者借助 Google Sketchup建模的優點，利用Google Earth軟件研發了一套新的快速建模方案。實踐表明，借助Google Sketchup三維建模并傳輸至Google 服務器，大大填補了Google Earth三維表達上的缺憾，使得Google Earth 軟件功能更完備。

1.2 網絡共享

Google為了完成基于瀏覽器的Google Earth研發，提出了Google Earth API和KML。作為Google Earth應用程序開發接口的Google Earth API，其作用主要有幾點：（1）方便第三方應用程序查詢Google Earth上的信息及發送命令；（2）輔助Earth插件將Google Earth嵌入至網頁；（3）添加標記、折線、3D模型，完成圖片覆蓋及KML文件加載，便于完成復雜的三維應用程序；（4）借助一定操作（如調用類、接口、數據結構及集合等）來操控Google Earth顯示及其他。 KML是一種基于XML且可被Google Earth 客戶端識別的數據文件，功能是用來描述和存儲地理數據，其主要應用方向就是三維建模。Google Earth界面上顯示的KML文件是一個封裝的信息包，主要包括XML定義的三維模型中相對地理位置的ID、相對腳點位置、圖片、比例、引用的材質、顏色、大小、位置等。圖1表達了完整的Google Earth借助KML文件完成三維模型網絡發布的流程。

2 三維GIS應用實例

2.1 概況

本文以某地區三維建模為例，詳細說明了三維模型網絡發布技術流程。主要建筑物有辦公大樓、食堂、及訓練場等。

2.2 系統架構

本實例中借助Google Earth實現的網絡化三維模型網頁展示主要實現了四方面功能：顯示控制功能、瀏覽功能、地圖操作功能、輔助功能。顯示控制功能主要是通過調用Google Earth API圖層顯示接口，調控邊界層和道路層的顯示，以及三維模型圖層的顯示和隱藏；瀏覽功能主要是實現地圖的放大縮小、上下平移、旋轉及時間軸的自動瀏覽和查看；地圖操作功能主要實現精確定位、切換至2D視圖會自動顯示中心坐標經緯度；輔助功能包括系統的幫助文檔及相關鏈接。

2.3 三維建模

借助Google Sketchup三維建模主要包括幾何建模和紋理建模兩部分。通過 Google Earth獲取待建模信息，形成建筑物平面圖。三維建模的原則是“由小到大、整體到局部”，二維幾何圖形采用多邊形建模類型，由二維變三維時，需要對局部形體進行拆分或合并處理。為了更好的完成紋理建模，需實地進行建筑物外觀取材，作為三維建模后期紋理參考貼圖。貼圖應盡量小，方便存儲和傳輸，并進行優化后才可投入三維模型構建中。

3 結語

綜上所述，本文通過具體實例對基于Google Earth技術的三維GIS進行探究，將通過Google Sketchup軟件建立的三維模型發布在Google Earth上，借助Google Earth API和KML對該三維模型進行二次開發并網頁化發布，有效的實現了三維模型的共享，證實了三維GIS的實用性。

參考文獻

[1]劉磊，仇菊香，劉曉紅.基于Google Earth API的二次開發研究[J].測繪標準化，2011，（02）.

[2]高照忠，魏海霞.基于ArcGIS Engine的三維瀏覽器的開發應用[J].大眾科技，2009，（06）.

收稿日期：2016-09-08

作者簡介：王勇（1975—），男，漢族，安徽合肥人，碩士研究生，68232部隊部隊長，研究方向：指揮控制。