《地理信息系统》课程教学资源（实验指导）实习八 三维建模

实习八，三维建模实习目的一、三维分析模块是ArcView一个重要的扩展模块，通过三维模型的建立，从透视三维的角度对空间数据进行可视化观察，直观地显示和查询数据，实现对表面模型的分析。通过本次实习，我们应：1、加深对三维地形、地貌的认识；2、熟练掌握ARCVIEW中建立三维模型的技术方法。3、结合实际，增强三维分析帮助解决地学空间分析问题的能力。二、实准备1、软件准备：Arcview2、数据准备：文件feapt-clip1.dbf，feapt-clipl.shp，feapt-clipl.shx，文件terlk-clip1.dbf,terlk-clip1.shp,terlk-clipl.shx，文件夹cal2和info。三、实验内容1、三维场景的创建方法一：（1）打开ArcView，点击【File】下的【Extensions】中的“3DAnalyst”复选框来添加三维分析模块。激活位于工程左侧的3DScenes（三维场景）图标；(2) (3) 单击NEW打开一个新的三维场景；按下（Add Theme 图标按钮)，分别添加并激活terk-clip1、cal2 层面；(4)打开并点击三维场景中的按钮图，以显示这几个层面（见图1)：(5)

实习八 三维建模 一、 实习目的 三维分析模块是 ArcView 一个重要的扩展模块，通过三维模型的建立 ，从 透视三维的角度对空间数据进行可视化观察，直观地显示和查询数据，实现对表 面模型的分析。通过本次实习，我们应： 1、 加深对三维地形、地貌的认识； 2、 熟练掌握 ARCVIEW 中建立三维模型的技术方法。 3、 结合实际，增强三维分析帮助解决地学空间分析问题的能力。 二、 实准备 1、 软件准备：Arcview 2、 数据准备：文件 feapt-clip1.dbf ，feapt-clip1.shp，feapt-clip1.shx，文件 terlk-clip1.dbf，terlk-clip1.shp，terlk-clip1.shx，文件夹 cal2 和 info。 三、 实验内容 1、 三维场景的创建 方法一： (1) 打开 ArcView，点击【File】下的【Extensions】 中的“3D Analyst”复选 框来添加三维分析模块。 (2) 激活位于工程左侧的 3D Scenes（三维场景）图标； (3) 单击 NEW 打开一个新的三维场景； (4) 按下 （Add Theme 图标按钮），分别添加并激活 terlk-clip1、cal2 层面； (5) 打开并点击三维场景中的按钮 ，以显示这几个层面（见图 1）；

280mesePaLEnJEFm图1、没有对各层面进行三维属性定义之前的三维显示(6激活cal2层面，再点击【Theme】菜单下的【3DProperties】，设置【3DProperties】（见图2）下的Baseheights为Surface选项，Surface的文件名为cal2层面的文件名，设置高程的偏移量（OffsetHeights）为0。Can ThxpertnsThaeCAEGiplaategetrVateaCselatO0口国司AShowaiAdvancetHapAe图2.3dThemeProperties对话框（7）然后激活层面terlk-clipl，点击【Theme】下的【3DProperties】，因为cal2层面和terlk-clip1层面离的很近，为了显示清楚，可以设置OffsetHeights的值为3。(8）点击【3DScene】菜单下的【properties】，修改设置三维场景的属性。设置三维场景的垂直放缩因子（Verticalexaggerationfactor）为l，背景色（Backgroundcolor）为白色，太阳方位角（Sunazimuth）为Northeast，太阳高度角（Sunaltitude）为Low。图3是这两个层面的三维显示

(6) 激活 cal2 层面，再点击【Theme】菜单下的【3D Properties】，设置【3D Properties】（见图 2）下的 Base heights 为 Surface 选项，Surface 的文件名 为 cal2 层面的文件名，设置高程的偏移量(Offset Heights)为 0。 (7) 然后激活层面 terlk-clip1，点击【Theme】 下的【3D Properties】，因为 cal2 层面和 terlk-clip1 层面离的很近，为了显示清楚，可以设置 Offset Heights 的值为 3。 (8) 点击【3D Scene】菜单下的【properties】，修改设置三维场景的属性。设 置三维场景的垂直放缩因子（Vertical exaggeration factor）为 1，背 景色（Background color）为白色，太阳方位角（ Sun azimuth）为 Northeast, 太阳高度角（ Sun altitude）为 Low。图 3 是这两个层面的三维显示。 图 2. 3d Theme Properties 对话框 图 1. 没有对各层面进行三维属性定义之前的三维显示

口mosepsE图3.cal2和terlk-clip的三维显示方法二：（1）打开ArcView中的已有视图，点击【View】下的【3DScene】(2）在随后出现的对话框中，系统会出现两个选择，询问选择以层面（Themes）方式来添加到三维场景，还是选择以图象（Image）的方式来添加到三维场景。在本例中，选择“层面（Themes）”方式，再点击OK确认。(3）在创建的三维场景中，激活cal2层面，点击【Theme】下的【3DProperties】命令，设置【3DProperties】下的Baseheights为Surface选项，Surface的文件名为cal2层面的文件名；(4）同样，激活层面terkl-clipl，点击【Theme】下的【3DProperties】，设置OffsetHeights的值为3。(5）点击【3DScene】菜单下的【properties】，修改设置三维场景的属性，包括三维场景的垂直放缩因子、背景色、太阳方位角、太阳高度角。（6）如果想要修改三维场景的名称，则可以通过点击【3DScene】菜单下的【properties】，修改Name项则可。2、二维多边形数据的三维显示（1）打开ArcView，双击位于工程左侧的3DScenes（三维场景）图标，打开一个新的三维场景；(2）按下AddTheme图标按钮，添加二维多边形数据bldg层面及其表面数据dtm-mesh层面；（3）打开并激活主题，点击【Theme】下的【3DProperties】命令，编辑多边

方法二： (1) 打开 ArcView 中的已有视图，点击【View】下的【3D Scene】； (2) 在随后出现的对话框中，系统会出现两个选择，询问选择以层面（Themes） 方式来添加到三维场景，还是选择以图象（Image）的方式来添加到三维场 景。在本例中，选择“层面（Themes）”方式，再点击 OK 确认。 (3) 在创建的三维场景中，激活 cal2 层面，点击【Theme】下的【3D Properties】 命令，设置【3D Properties】下的 Base heights 为 Surface 选项，Surface 的文件名为 cal2 层面的文件名； (4) 同样，激活层面 terkl-clip1，点击【Theme】 下的【3D Properties】，设置 Offset Heights 的值为 3。 (5) 点击【3D Scene】菜单下的【properties】，修改设置三维场景的属性，包 括三维场景的垂直放缩因子、背景色、太阳方位角、太阳高度角。 (6) 如果想要修改三维场景的名称，则可以通过点击【3D Scene】菜单下的 【properties】，修改 Name 项则可。 2、 二维多边形数据的三维显示 (1) 打开 ArcView，双击位于工程左侧的 3D Scenes（三维场景）图标，打开一 个新的三维场景； (2) 按下 Add Theme 图标按钮，添加二维多边形数据 bldg 层面及其表面数据 dtm-mesh 层面； (3) 打开并激活主题，点击【Theme】 下的【3D Properties】命令，编辑多边 图 3. cal2 和 terlk-clip1 的三维显示

形主题的3Dproperties的值：BaseHeights的值设为Surface项，Surface的文件名为dtm-mesh层面的文件名，偏移量设为O，延伸值的设定须点击这一项右侧的按钮回，则在随后出现的对话框左侧会出现多边形主题的所有属性字段，双击建筑物高度字段，再点击OK确认，Extrudebv的选项设为“Addingtobaseheight”（见图4)；CSTiTrprti.XTeeedaognborelngit司sal-2lct[1.000Otse heichsbuvaet司dueteotegt五豆SunCohothorgtorteaAdrrcedAochyHn图4．选择Extrude选项（4）点击【3DScene】下的【Properties】命令，设置背景色、垂直缩放因子、太阳高度角、太阳方位角的值；双击多边形主题的图例，打开图例编辑器，将LegendType设置为Unique(5)Value，将ValueField设置为ID，点击Apply确认，则每个建筑物的颜色都不同。结果见图5。0园Oe图5.多边形数据的三维显示3、三维形状的建立

形主题的 3D properties 的值：Base Heights 的值设为 Surface 项，Surface 的文件名为 dtm-mesh 层面的文件名，偏移量设为 0，延伸值的设定须点击 这一项右侧的按钮 ，则在随后出现的对话框左侧会出现多边形主题的所 有属性字段，双击建筑物高度字段，再点击 OK 确认，Extrude by 的选项设 为“Adding to base height”（见图 4）； (4) 点击【3D Scene】 下的【Properties】命令，设置背景色、垂直缩放因子、 太阳高度角、太阳方位角的值； (5) 双击多边形主题的图例，打开图例编辑器，将 Legend Type 设置为 Unique Value，将 Value Field 设置为 ID，点击 Apply 确认，则每个建筑物的颜色 都不同。结果见图 5。 3、 三维形状的建立 图 4. 选择 Extrude 选项 图 5. 多边形数据的三维显示

(1)用一个点主题的属性字段代表高度创建三维点主题1)激活点主题A.shp;2)点击【theme】菜单下的【convertto3Dshapefile】3)选择Attribute为【GetZvaluesfrom】的选项，按Ok确定；4)从出现的下拉列表中，选择Elev为三维点主题的高程值；5)在随后出现的对话框中，输入新的点主题的文件名AA.shp，并按OK确认；6)在询问是否将新建的SHAPE文件添加为一个主题时，选择yes：新生成的点主题，是一个三维的点集，每个点都有三个值（x,y,z)，（x,y）表示点的坐标，z表示其高程值或某一方面的属性值。（见图6）O品图6.三维点层面的显示根据表面模型的值来创建三维线主题(2)1)激活线主题road.shp；2)点击theme菜单下的【convertto3Dshapefile】3)选择Surface为【GetZvaluesfrom】的选项，按Ok确定4)从出现的对话框中，选择表面模型的文件名；5)在随后出现的对话框中，输入新的线主题的文件名road3d.shp，并按OK确认；6)在询问是否将新建的SHAPE文件添加为一个主题时，选择yes。得到的这个三维线主题，因为和表面是同一高程，所以在三维场景显示时，可以把表面主题关闭，或者在设置线主题的三维属性时，给Offsetheights选项输入一个小值，将线层面的高程相对于表面提高几个单位。（见图7）

(1) 用一个点主题的属性字段代表高度创建三维点主题 1) 激活点主题 A.shp； 2) 点击【theme】菜单下的【convert to 3D shapefile】； 3) 选择 Attribute 为【Get Z values from】 的选项，按 Ok 确定； 4) 从出现的下拉列表中，选择 Elev 为三维点主题的高程值； 5) 在随后出现的对话框中，输入新的点主题的文件名 AA.shp，并按 OK 确认； 6) 在询问是否将新建的 SHAPE 文件添加为一个主题时，选择 yes； 新生成的点主题，是一个三维的点集，每个点都有三个值（x, y, z），（x, y） 表示点的坐标，z 表示其高程值或某一方面的属性值。（见图 6） (2) 根据表面模型的值来创建三维线主题 1) 激活线主题 road.shp； 2) 点击 theme 菜单下的【convert to 3D shapefile】； 3) 选择 Surface 为【Get Z values from】 的选项，按 Ok 确定； 4) 从出现的对话框中，选择表面模型的文件名； 5) 在随后出现的对话框中，输入新的线主题的文件名 road3d.shp，并按 OK 确认； 6) 在询问是否将新建的 SHAPE 文件添加为一个主题时，选择 yes。 得到的这个三维线主题，因为和表面是同一高程，所以在三维场景显示时， 可以把表面主题关闭，或者在设置线主题的三维属性时，给 Offset heights 选项输入一个小值，将线层面的高程相对于表面提高几个单位。（见图 7） 图 6. 三维点层面的显示

口oA8OR"nseaakeaJetBN图7.三维线层面的显示四、实习报告要求将所做工作以幻灯片形式做以汇报，内容包括原理、过程、结果

四、 实习报告要求 将所做工作以幻灯片形式做以汇报，内容包括原理、过程、结果 图 7. 三维线层面的显示