基于Sweet Home 3D的三維數(shù)字小區(qū)研究與建模

王彥秋

摘要： 該文在研究三維數(shù)字小區(qū)的基礎(chǔ)上，結(jié)合Sweet Home 3D仿真軟件構(gòu)建數(shù)字化小區(qū)。以積累關(guān)于三維數(shù)字小區(qū)乃至三維數(shù)字城市的直接經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)數(shù)字城市建設(shè)。

關(guān)鍵詞： 地理信息系統(tǒng)；數(shù)字小區(qū)；三維建模

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）03-0240-02

The Research and Modeling of 3D Digital Urban Area Based on Sweet Home 3D

WANG Yan-qiu

（The Center of Modern Educational Technology in Liaodong College， Dandong 118001， China）

Abstract： Based on the research of 3D digital urban area， the article builds digital urban area in combination with the simulation software Sweet Home 3D. This article will accumulate the direct experience about 3D digital urban area and even the 3D digital city， and promote the construction of digital cities.

Key words： Geographic Information System； digital urban area； 3D modeling

1 三維數(shù)字小區(qū)概述

地理信息系統(tǒng)（GIS： Geographic Information System或 Geo-Information system），是一門融地理學(xué)、幾何學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及各類應(yīng)用模型為一體的綜合性學(xué)科。GIS的最大特點(diǎn)是能在用戶面前進(jìn)行分析并展示地球上的各種信息與反映地理位置的圖形信息。

近些年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)體系的建立，GIS作為一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)的應(yīng)用已經(jīng)取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，在交通運(yùn)輸、環(huán)保、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)、測(cè)繪、制圖等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大。

建設(shè)數(shù)字小區(qū)將是中國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)也是全球房地產(chǎn)業(yè)的一場(chǎng)深刻的變革。一方面，房地產(chǎn)經(jīng)營管理方式步入信息化時(shí)代，另一方面，智能化住宅走入普通百姓人家。三維數(shù)字小區(qū)以網(wǎng)絡(luò)化、信息化及智能化為基礎(chǔ)，為小區(qū)生活提供全方位、多元化的數(shù)字化服務(wù)體系，定位于服務(wù)并分解為政府服務(wù)、小區(qū)服務(wù)和家庭服務(wù)等方面。三維數(shù)字小區(qū)集中了小區(qū)寬帶系統(tǒng)、小區(qū)服務(wù)系統(tǒng)、小區(qū)管理系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了人們生活、娛樂、醫(yī)療、保險(xiǎn)、金融等多網(wǎng)融合的系統(tǒng)工程，是21世紀(jì)城市發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)，是現(xiàn)代人構(gòu)建服務(wù)于實(shí)際生活的數(shù)字化空間。

2 三維數(shù)字小區(qū)在國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

伴隨著GIS技術(shù)的發(fā)展與完善，在許多發(fā)達(dá)國家，借助著數(shù)字城市發(fā)展的浪潮，計(jì)算機(jī)技術(shù)、全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代城市管理之中，“數(shù)字小區(qū)”和“數(shù)字城市”已經(jīng)進(jìn)入綜合建設(shè)試驗(yàn)階段。例如芬蘭的計(jì)算機(jī)工程師林都立建成了世界上第一座虛擬城市，他是利用信息技術(shù)等技術(shù)將現(xiàn)實(shí)世界的赫爾辛基市復(fù)制在網(wǎng)絡(luò)上；在日本的東京也已經(jīng)建成一批“智能化生活小區(qū)”、“數(shù)字社區(qū)”的示范工程。他們的研究與應(yīng)用，一方面通過GIS系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；第二，通過對(duì)函數(shù)庫的二次利用，開發(fā)出針對(duì)于用戶信息系統(tǒng)的專用軟件工具。目前，以GIS為基礎(chǔ)，城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)為其基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和城市現(xiàn)代化的進(jìn)程提供了強(qiáng)有力的支撐，已經(jīng)在資源管理、設(shè)備管理、交通管理、人口與商業(yè)管理、石油和天然氣、城市規(guī)劃、軍事以及教育等一百多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了實(shí)際的應(yīng)用。

與國外發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)的數(shù)字城市建設(shè)仍然處于落后地位。我國直到二十世紀(jì)八十年代后期才開始把GIS技術(shù)應(yīng)用于城市建設(shè)。近些年來，GIS作為城市管理的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)引起了政府部門的高度重視，并先后在很多城市實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化運(yùn)作與管理，這在很大程度上促進(jìn)了GIS業(yè)務(wù)的開展。城市GIS管理已經(jīng)成為了現(xiàn)代化城市的標(biāo)志。數(shù)字小區(qū)的建設(shè)源于數(shù)字城市，自2006年以來，我國數(shù)字城市建設(shè)由點(diǎn)到面逐漸展開，已經(jīng)有260多個(gè)地級(jí)以上城市開展了數(shù)字城市的架構(gòu)，其中有100多個(gè)城市的數(shù)字城市框架已經(jīng)建成并全面投入使用，有10多個(gè)縣域的地理空間框架也已建成并投入應(yīng)用。我國數(shù)字城市建設(shè)取得了豐碩的成果，為促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定發(fā)揮出重要的作用。

3 建設(shè)三維數(shù)字小區(qū)的社會(huì)效益

按照數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的范圍與對(duì)象的差異，出現(xiàn)了“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字小區(qū)”這些概念?！皵?shù)字地球”一經(jīng)提出，就與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略密不可分，并且已經(jīng)成為各個(gè)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分和保障?！皵?shù)字地球”可以具體轉(zhuǎn)化為“數(shù)字小區(qū)”。“數(shù)字小區(qū)”是“數(shù)字地球”的微觀表現(xiàn)和在某一小區(qū)的放大效果。換句話說，“數(shù)字地球”的理論、技術(shù)和戰(zhàn)略應(yīng)用到小區(qū)同樣適用，“數(shù)字地球”的網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化建設(shè)的具體體現(xiàn)是“數(shù)字小區(qū)”。 “數(shù)字地球”微觀化和精確化應(yīng)用和發(fā)展的必然趨勢(shì)是建設(shè)“數(shù)字小區(qū)”。 “三維數(shù)字小區(qū)”即基于地理坐標(biāo)系統(tǒng)建立小區(qū)的立體空間信息模型，是數(shù)字化的虛擬小區(qū)，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)將現(xiàn)實(shí)生活中小區(qū)的人文、社會(huì)、資源、環(huán)境、生態(tài)等方面的現(xiàn)象與實(shí)體進(jìn)行收集、歸納、整理、分析、處理、存儲(chǔ)和優(yōu)化，進(jìn)而對(duì)小區(qū)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化模擬、仿真、分析、表現(xiàn)和深入管理。

“數(shù)字城市”的建設(shè)在某一確定地理位置內(nèi)的具體應(yīng)用是“數(shù)字小區(qū)”的建設(shè)，三維數(shù)字小區(qū)的建立是“數(shù)字城市”建設(shè)的重要組成部分。以本文來積累關(guān)于三維數(shù)字小區(qū)乃至三維數(shù)字城市的直接經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)數(shù)字城市的發(fā)展。

4 三維數(shù)字小區(qū)的建模

三維虛擬仿真軟件采用Sweet Home 3D， 4.1版本，因?yàn)檫@個(gè)軟件設(shè)計(jì)沒有特殊的技巧需要單獨(dú)學(xué)習(xí)，屬于家裝設(shè)計(jì)軟件范疇，主要是各個(gè)物體模型的組合使用，每個(gè)模型可以單獨(dú)設(shè)置屬性自定義情況，如長(zhǎng)度、高度、寬度等，需要哪個(gè)視角的圖形可以任意截取，也可以調(diào)整好視角手動(dòng)截取。但對(duì)計(jì)算機(jī)有一定要求，最好獨(dú)立顯卡，內(nèi)存2g以上并且越大越好。軟件需要安裝環(huán)境，最好是xp系統(tǒng)，因?yàn)檐浖詭У恼障喙δ茉谟行﹚in7計(jì)算機(jī)支持不是很好。

首先對(duì)所建小區(qū)的位置以及環(huán)境大體了解后，根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域、建筑物的建模。小區(qū)模型是四棟七層樓宇小區(qū)，每棟小區(qū)每層兩戶住戶，小區(qū)集成樹木植被、路燈、垃圾箱、停車場(chǎng)、長(zhǎng)椅等基礎(chǔ)設(shè)施，具體建模過程如下：

① 建立第一棟第一層房間模型，設(shè)置好房間長(zhǎng)度、寬度等參數(shù)；

② 設(shè)置窗戶模型參數(shù)和安裝位置；

③ 全選第一層所有元素并復(fù)制，右鍵選擇增加樓層，粘貼構(gòu)建第二層，依次進(jìn)行復(fù)制粘貼，直至需要的樓層高度為止；

④ 按照同樣的方法建立第二棟、第三棟、第四棟模型；

⑤ 建立小區(qū)圍欄模型和修飾模型，包括人物、車輛、樹木、垃圾箱等；

⑥ 選擇3D視圖，調(diào)整好虛擬參觀人員參數(shù)和位置，進(jìn)行拍照，形成3D小區(qū)視圖。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔建雅.地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2005：3-5.

[2]楊長(zhǎng)保，于銀輝.基于VC++的ARC/INFO集成二次開發(fā)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：信息科學(xué)版，2003，21（2）：162-166.

[3]郭瑞隆.基于ArcEngine的三維居民信息系統(tǒng)的建立[D]. 西安：西安科技大學(xué)，2011

[4]劉湘南.GIS空間分析原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2005：23-33

[5]黃翌，武宜廣，林立偉，等.三維地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010，10（13）：3187-3189

[6]程耀東，孫建國.基于GIS組件的城市地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)開發(fā)研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2005（2）：5-15

[7]畢碩本，王橋，徐秀華.地理信息系統(tǒng)軟件工程的原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2003

[8]趙偉，楊梅，劉洪斌，等.基于組件的地理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2005（6）：83-87

[9]喻錚錚，胡圣武.河南理工大學(xué)新校區(qū)的數(shù)字校園建設(shè)[J].測(cè)繪與空間地理信息，2006，29（2）：99-102