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1、本科毕业设计(论文)开题报告（含论文综述） 系 （部）： 建筑工程系 课题名称：基于3ds三维校园地图制作及其 漫游实现 81、 毕业设计（论文）选题的依据（包括课题来源、依托的项目名称、研究或应用意义、国内外研究或应用现状，附主要参考文献）传统地图是在图纸上根据地图投影、地理坐标和比例尺，用各种地图符号（点状符号、线状符号、面状符号）和文字注记、颜色来表示一定区域内的地形、地貌、地物以及各种地理现象和社会经济现象。因此，地图是对地理空间信息的抽象化、符号化的描述。这使得地图符号既是制图者表达地理空间信息的手段，又是地图使用者获取地理空间信息的工具和手段。对于制图者工作者，不仅要有很强的空间认
2、知能力，还要能使设计的地图符合人们的认识规律，以使读图效果达到最佳；对于地图的使用者，除了有良好的空间认知能力外，还要具有一定的读图经验，只有这样才能把平面地图上的空间信息转化到形象的三维地理空间之中。传统的二维纸质地图，作为常规性的测绘产品，是一种有效的地理空间信息载体，在人们认识地理环境，获取并分析应用地理信息发挥了重要的作用。我们生活在一个真三维的现实世界里，而传统的二维地图只对处于三维空间中的各种地理对象全部进行向二维平面投影的简化处理，导致第三维方向（即垂直方向）上的几何位置信息、空间拓扑信息和部分语义信息的损失，不能完整地反映客观世界。因此，传统地图所表达的地理信息是凝固的、静止的
3、、平面化的。所以传统地图具有以下三个明显的特点：空间信息平面化、地理信息符号化、地图内容的平面化和静止化。三维电子地图以其直观的三维地形、地物代替了抽象的二维地图符号。这使得地图超出了传统的地理信息符号化、空间信息水平化和地图内容凝固化、静止化、平面化的状态，进入了动态、多维的可交互的地图条件下，通过直观的方式模拟人的地理空间认知方式以及进行各种空间地理分析的阶段。地图学理论从单纯的地图传输理论、地图语言理论以及地图认知理论转变为在三维虚拟地理环境中，模拟人在自然地理环境中(包括地下、地面、空中)进行地理认知、空间地理分析应用的理论研究。在本论文中，讲以桂林理工大学南校区作为小范围例子，利用3
4、ds Max建模功能制作三维的地图，三维地图的直观代替二维地图的抽象。在此基础上，试图实现漫游功能，将三维地图的空间信息和尽可能的发挥三维地图的海量地理信息，最近几年，国内外开展了大量三维电子地图的研究。世界著名的CAD Center认识到三维电子地图和实时三维仿真的重要性已经研制了Virtual Kyoto.他们认为基于三维电子地图的3D GIS很快将在公共服务、城市旅游、城市规划等各领域产生广泛的应用。美国著名的三维仿真软件Vega(一般都基于Multigen Creator 建模)也已经把自己的三维仿真产品与GIS相结合了。国内三维电子地图也早成为人们研究的重点。武汉测绘科技大学国家重点
5、实验室、武汉适普软件公司、北京灵图、武汉天元等多家研究单位和公司都在三维电子地图和三维地理信息系统的研究上做了大量的研发工作，也开发了具有自己特色的软件产品。1阮晴,河宗宜.基于3DS MAX的武汉大学校园立体图的制作.测绘通报,2002年,第12期:49512冯莉莉,武卫玲.基于3ds Max的虚拟校园三维模型的创建.林业科技情报,2009年,第41卷第1期:10113田银磊,杨艳.基于VRML的虚拟校园场景.武汉理工大学学报,2010年12月,第32卷第23期:1271304陆丽芳.基于3DS MAX的小区模型制作方法计算机时代,2007年,第11期:67685赵娟,何宗宜,阮晴.校园三维
6、图的研制.测绘科学,2006年7月,第31卷第4期:1551566胡晋山 康建荣 吴庆忠.基于3DS 3维校园地图漫游实现.测绘与空间地理信息,2008年10月,第31卷第5期:587于冰,徐柱,刘国祥.GoogleEarth支持下校园真实感三维建模方法及应用.测绘工程,2010年2月,第19卷第1期:63678周勤,叶城康,丁志敏.SketchUp 建模技术在三维校园中的应用.山西建筑,2010年7月,第36卷第19期:3613629宋洁华 赵志忠 李婷 王平 李少伟.基于SketchUp 的虚拟城市三维建.山西建筑,2010年9月,第23卷第3期:33433710席桂花.基于SketchU
7、p 和VRML 的虚拟漫游系统开发.多媒体技术及其应用,2009年10月,第30卷第5期:85348535113ds Max循序渐进教程第三章,材质和贴图.龙腾科技出版社.12龚正伟,李振华.3ds Max8完全手册M.北京:清华大学出版社,2006年.二、设计或研究内容、预期目标及拟解决的关键问题（此部分为重点阐述内容） 一般我们以往的测图成果都是线性图，尽管利用CAD或者是南方CASS成图，在二维线性图上包含了大量的地理信息，但是都是用过一些特定的地物符号表示，假如用于普通的指导作用，没办法很直观的表示使用者的所处位置，更不用说在此上能快速获取一些地理信息。比如在校园内，各个建筑内的部门分
8、布信息。在1:500的校园地形图上，将线性图以及其地理信息转化到立体的三维地图上，在视觉上，可以极大程度上让人哪怕初到此地也能很快的认识自己所处地点。在此基础上，在使用VTML的漫游功能，三维的校园模型实现漫游，将大量的地理信息配合到主观的三维模型，可以更加好的实现漫游的信息化的优势。本次的设计中三维地图的制作分为两大部分：建模和渲染。建模是将建筑物，构筑物，各个地物等一一按照实际的地理情况通过3ds Max的建模功能制作出来；渲染是属于后期制作，建模没办法将生动形象的制作出各种场景，所以，通过渲染，贴图等方法将场景生动形象，尽可能的制作出如临其境的效果。建模的设计，通过参考各种论文以及查阅教
9、材，3ds Max有很多种建模的方法，主要有三种：多边形，面片及NURBS建模。在做设计的过程中，我使用了三种方法实现建模。 方法一：在底片上存在的简单房屋，直接选中它的轮廓线，用Hide unselected（隐藏未选中对象）命令其他房屋隐藏，选中房屋的外围轮廓线，用样条编辑里的extrude(拉伸)命令建模。遇到问题：由于使用的底片的各个部分使用的控制点高程不统一，导致一些高程出现很大高差，所以使用方法一建模会出现很多麻烦。在此问题上，得出方法二建模方法。方法二：讲二维底图（DWG格式）用import命令导入到3ds Max中（导入时会弹出对话框，一般选择默认设置）。需要将底图在视图中放大
10、，用line工具重新绘制底图，再利用节点捕捉工具，快速建立二维模型。在二维模型的基础上，使用Extrude命令向高拉伸，民房按每层3米拉伸。遇到问题：对于简单的房屋是个好方法，但是出现到一些结构较为复杂的楼房这个方法十分的笨拙，操作复杂，难度较大。“基于3ds Max的武汉大学校园立体图的制作”中，作者提及：“事实上，没有多少事物不能使用多边形建模的。”我开始尝试方法三。方法三：直接利用3ds Max中提供的各种标准基本形，扩展基本形，还有各种辅助图形，通过使用布尔运算进行修改，得出与实际形状一致的场景。三、研究方案（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等） 设计大致分两部分：3ds M
11、ax 制作三维校园模型和Sketchup实现漫游。 在三维校园模型部分的具体步骤：1. 根据原有的测量成果的二维线性图，了解具体的校园情况。2. 实地考察，通过拍摄，记录校园内建筑的具体情况，包含建筑的材质，颜色，结构等3. 使用原有的校园地形图.DWG文件作为底图，导入3ds Max软件中，使用多边形，和布尔运算等方式结合起来，制作三维的校园模型。4. 对于原始的模型进行材质与贴图，设计灯光等操作。5. 对于基本完成的模型进行整体协调修改。6. 讲建好的校园模型以max的文件保持下来在Sketchup实现漫游方面：利用已经用3ds Max制作好的三维模型导入Sketchup中，结合Sketc
12、hup中简单建模的功能，设置简单的场景。利用Sketchup中自带的漫游功能，实现三维模型的漫游，同时使用Sketchup中的动画制作的功能，最后使用摄像机，录制各个场景，方便之后在浏览器上可以快速的从一个摄像机过渡到另一个摄像机，制作漫游动画。是三维地图不仅能够发挥其地图的效用，同时还可以为制作地图的区域的提供宣传作用。四、设计或研究计划进度2010年3月9日2010年3月25日 搜集国内外各种有关3ds Max建模相关的文献资料2010年3月26日2010年4月5日粗读所收集的各种文献资料并将其分类2010年4月11日2010年4月20日初步设计论文的流程及中心思想，制作初步的三维校园模型
13、2010年3月9日2010年4月20日 仔细阅读归类后的文献资料，撰写读书笔记，论文提纲以及开题报告2010年4月11日2010年4月20日使用各种方法尝试制作校园模型2010年4月25日2010年5月10日撰写论文正文五、设计（论文）的预期成果与特色或创新之处改变传统二维地形图的空间信息平面化、地理信息符号化、地图内容的平面化和静止化的缺点。三维电子地图以其直观的三维地形、地物代替了抽象的二维地图符号。二维地图将各种地理信息投影转到平面上，地图使用者只能通过一些抽象的文字符号、注记去想象地图制图者所描绘的真实世界。三维地图可以避免传统的二维地图的不足之处。取而代之的是三维地图的空间信息立体化，信息符号的简单化，地图内容的形象和直观化。哪怕没有良好的读图经验的人也可以简单易懂的明白地图信息。在直观形象的三维立体地图的基础上实现漫游，可以方便初到此地的人们轻而易举的知道自己所处位置的四周环境。直观的形象被人接受。较好的立体图收到地图使用者得欢迎，陌生的旅行者对着“似曾相识”的景物也会兴趣大增，来访者足不出户就可以领略校园风光身临其境的感觉。六、指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日七、系（部）审核意见系（部）主任签字： 年 月 日