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基于TerraExplorer Pro的校園三維瀏覽系統開發

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李 佼 ，吳健平，姚申君

（華東師范大學 地理信息科學教育部重點實驗室，上海，200062）

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摘要：校園三維瀏覽系統基于三維可視化和地理信息系統等技術實現校園三維瀏覽，是校園三維地理信息系統的重要組成部分。TerraExplorer Pro是SkylineGlobe系列軟件中的一個軟件，在三維瀏覽、分析的應用和開發方面功能強大。message是TerraExplorer Pro中對象的基本屬性之一，它提供為三維場景中所有對象添加信息的功能。利用TerraExplorer Pro在三維瀏覽等方面的優勢，探究構建校園三維瀏覽系統的方法。本文重點研究TerraExplorer Pro中對象的message屬性，并以上海華東師范大學校園為例，闡述基于TerraExplorer Pro，利用腳本語言定義message進行校園三維瀏覽系統開發的方法。

關鍵詞：三維可視化；三維校園；校園瀏覽系統

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The Development of Scanning System of Three-Dimensional Campus Using TerraExplorer Pro

LI Jiao（李佼）?WU Jian-ping（吳健平）?YAO Shen-jun（姚申君）

(Key Lab. of Geographic Information Science, Ministry of Education,?East?China?Normal?University,?Shanghai, 200062)

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Abstract:?The scanning system of three-dimensional campus is an important part of three dimensional campus GIS based on integrated Technology of three dimensional visualization and geographic information system. TerraExplorer Pro which is a part of software series of SkylineGlobe, is powerful on application development of three-dimensional visualization and analysis. Message, one of general?attributes?of an object in TerraExplorer Pro development environment can add information to all the objects. The study of the common approach of designing the scanning system of three-dimensional campus relies on the advantages of the TerraExplorer Pro software. The article concentrates on discussing the usage of message. The common approach of designing the scanning system of three-dimensional campus by script languages based on TerraExplorer Pro software is put forward in this article after the application of the 3D campus of?East?China?Normal?University.

Key words:?three dimensional visualization; three-dimensional campus; campus scanning system

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1?引言

TerraExplorer Pro（以下簡稱TE Pro）是SkylineGlobe系列軟件中的一個軟件，用于創建、編輯、注記和發布具有實景效果的三維場景，并可以在上面添加二維或者三維的物體、路徑、場所以及地理信息文件，建立三維地理信息系統，供用戶瀏覽、分析空間數據。

目前，已有很多用戶利用TE Pro建立三維地理信息系統，如泰瑞數創科技（北京）有限公司開發的基于三維地理信息系統的移動城市_NGCC?；北京時空信步科技有限公司實現的浙江苕溪流域網絡三維地理信息系統等。TE Pro技術已在城市規劃、環保應用、能源管理、地質勘探、房產應用等領域得到了廣泛的應用：王愛國等利用Skyline的相關技術實現了3D GIS在國土資源信息管理（2007）^[1]；黃麗虹，朱大明等對SkylineGlobe中的TerraExplorer Pro在數字城市用地規劃建設中的應用進行了研究，從而實現三維數字城市的模擬建設(2007)^[2]。

校園三維瀏覽系統是以航空影像數據為基礎，基于三維可視化和地理信息系統等技術建立三維校園景觀模型，與校園地理信息和其他校園信息結合，從而真實地反映校園自然景觀和人文建筑風格，充分展示美麗的校園風貌的信息系統，是校園三維地理信息系統的重要組成部分。本文重點討論TE Pro中對象的message屬性，介紹使用腳本語言設計定義的message開發校園三維瀏覽系統的方法，并以華東師范大學為例，闡述構建校園三維瀏覽系統的一般方法。

2 TE Pro中對象的message創建

message是TE Pro中對象的基本屬性之一，它能為三維場景中所有對象添加信息，是利用腳本語言定制系統的途徑之一。

message可以是一串文本字符、一個html網頁、腳本語句編寫的程序或者其他類型（如：圖片、文檔等）的文件，這些不同類型的文件都可通過message賦予某一對象，當點擊此對象時在TE Pro窗口中的左上、左下或主容器（upper left, lower left, main containers）中的選項卡、消息欄(message bar)、默認瀏覽器(floating browser)和彈出窗口(floating popup)中顯示或執行。message適用的范圍很廣，它可以添加到任何物件（objects）、視點（locations）、路徑（routes）等對象的屬性里，也可以直接在信息樹中添加（Information Window message element），還可以作為啟動（Startup）?message在工程啟動的時候顯示。

一般而言，創建對象的message都是通過對象的屬性窗口（properties sheet）（圖1）進而打開創建message對話框（create message）(圖2)。不同對象的message都有對應的message屬性值，無message時，其message屬性值為-1，即要清除已有的message可使用message編輯對話框中的重置按鈕（Reset），也可將message的屬性值設為-1。

message的類型有文本型（Text）、網頁或圖片型（HTML/Image）、文件型（File）、腳本型（Script）、鏈接型（Links）及屬性型（Attributes）。在創建message對話框中，可根據需要設置各項參數：類型（type）、路徑(path)、message顯示的位置(client)、彈出窗口的屬性參數(popup option)等。由于message類型的不同，創建message對話框中的參數也隨之變化。

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??????1)?文本型（Text）message

文本型message是用戶在系統開發過程中輸入的文本信息，多用于總括性的介紹，其顯示位置可以為消息欄、浮動的彈出窗口或窗口的選項卡中，創建此類型的message只需在文本輸入框（圖2）中輸入相應的內容。

2)?網頁或圖片型（HTML/Image）message

網頁型message是已有的html網頁或圖片中的信息，可以通過定義鏈接地址和路徑來創建，在TE Pro的任何容器中以及以浮動窗口的的形式顯示(圖3)。

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當message的顯示形式為浮動窗口（floating popup）時，可對此窗口進行添加標題（caption），控制此message顯示后持續的時間（timeout）、顯示位置（position）和尺寸（size）等設置。

3)?文件型（File）message

文件型message是已有的文件中的信息，可以是包括圖片在內的任意類型的文件，創建方法與網頁型message類似，也是定義文件的路徑或鏈接地址。需要指出的是，所引用的文件信息都通過網頁瀏覽器打開，當引用瀏覽器支持的文件類型時，message可以顯示在TE Pro中的任何容器中；但出于信息安全的考慮，當瀏覽器不支持所引用的文件格式或存在信息安全的限制時，瀏覽器將提示出錯或警告。

4)?屬性型（Attributes）message

屬性型message包含圖、文、表多種信息，?其message創建窗口為用戶提供了標題(title)、圖片(image)、詳細描述(description)、屬性表(attributes)等組成的屬性模板（圖4），用戶只需在相應的位置添加信息即可。屬性表中包括標題、描述、工具提示（tooltip）等內容。

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在此需要注意圖片的訪問形式，可以是有效的鏈接地址或路徑，如果是通過路徑的方式訪問本地圖片，則最終對系統進行打包輸出時此處的圖片將不能被復制到數據包中，即如果系統有遠程使用或網絡發布的需求時圖片將無法顯示。

5)?鏈接型（Links）message

鏈接型message的創建對話框格式與屬性型的類似，它提供標題(title)、圖片(image)、詳細描述(description)、鏈接列表(links)等信息模板，用戶可自定義鏈接標題和關于此鏈接的提示。

6)?利用腳本語言定義的message

利用腳本語言定義的message可以向TE Pro界面中添加自定義格式、內容的信息，開發自己的三維可視化應用系統，實現用戶、系統與三維世界的交互操作。

TE Pro API提供一系列COM接口，可控制三維場景中所有的對象及其動作。可用于客戶化定制TE Pro應用系統，提供擴展功能用于訪問外部數據，例如數據庫、GIS文件和實時數據。所有COM提供的接口既可以通過腳本語言（如javascript），也可以通過C++或Visual Basic訪問。

利用腳本語言定義的message可以使用JavaScript或者VBScript腳本語言^[3]進行編程，或者兩者相互調用來完善分析功能，創建方法有兩種，一是在創建腳本型（Script）message時，直接在代碼欄中輸入Script代碼；二是使用網頁或圖片型（HTML/Image）message顯示基于腳本語言制作的html網頁。

3?華東師范大學校園三維瀏覽系統開發

華東師范大學校園三維瀏覽系統作為學校的一個展示平臺，旨在直觀展示校園風貌，幫助瀏覽者從各方面了解學校的整體情況，并對校園游覽進行直觀導航^[4]。

3.1系統設計

本系統以華東師范大學為例，在TE Pro環境下實現三維校園的建設，包括校園地形、主要建筑、綠化景觀及設施等；并著重圍繞message來設計系統功能（圖5）：
??????1)?校園信息瀏覽

該模塊通過為校園主要建筑添加message，結合三維窗口的顯示，實現校園信息的可視化瀏覽。

2)?校園景點展示

該模塊通過設置校園景點標示，并為這些標示添加message，實現了校園景點的展示，用戶可以直接在三維窗口中點擊感興趣的景點標示進行瀏覽。

3)?校園游覽路線

該模塊的設計主要結合腳本語言定義的message來實現校園基本游覽和用戶自定義游覽路線的查詢。

3.2校園三維場景的構建

三維場景包含三維地形平臺、空間對象以及相關專題信息等，本文基于SkylineGlobe系列軟件構建校園三維場景。SkylineGlobe軟件包括TerraBuilder、TerraExplorer Pro以及TerraGate主要軟件，其中TerraBuilder用于建立三維地形數據庫平臺，TerraExplorer Pro用于添加或者導入專題信息，構建三維場景。

TerraBuilder?是用于融合大量的影像、高程和矢量數據，以此來創建精確三維地形模型，能迅速創建、編輯和維護三維地形數據庫的3D?平臺構造器。在TerraBuilder下建立三維地形數據庫的步驟如下：

1）獲取影像或者航片數據和DEM?數據；

2）將影像或者航片數據和DEM?數據甚至矢量數據添加到TerraBuilder?中,并且利用其提供的數據處理工具對原始數據進行裁剪、調色等處理；

3）將影像或者航片數據和DEM?數據進行融合；

4）最后生成地形數據庫( *. mpt )。

在TE Pro中融入三維地形數據（*.mpt）、三維景觀數據^[5]以及二維GIS數據，創建*.fly文件，打包后形成場景圖。至此，基于TE Pro的三維場景就搭建完成了，接下來可以利用TE Pro提供的工具進行二次開發，在實現基本功能(如顯示控制、空間量算)的基礎上可以加入高級分析功能，以適應各個不同行業的需求。

本文借助TerraBuilder將上海市遙感影像數據與DEM數據進行裁剪和融合，創建華東師范大學三維地形數據庫（*.mpt），然后在TE Pro中導入此地形數據，并在此基礎上添加已有校園典型建筑模型及其他專題數據等，從而完成華東師范大學三維場景的創建。

3.3 message創建

為了進一步闡述應用message構建校園三維瀏覽系統的方法，以華東師范大學為例，按照message的類型進行介紹：

1)?文本型（Text）message

學校簡介、游覽過程中所經景點、院系建筑等的文字介紹可通過定義文本型（Text）message實現。以為游覽過程中添加具有解說作用的文本型（Text）message為例：游覽路線的設計是通過設置多個關鍵視點（waypoints）來創建游覽路徑（Route）完成，關鍵視點（waypoints）的屬性中具有message選項，將相應的文字介紹輸入創建message的對話框中的文本（Text）欄。由于游覽路徑的設計中對每個視點顯示的時間不同，可根據實際情況設置message的popup Option中的timeout參數來控制message的顯示時間（圖5）。

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2)?網頁或圖片型（HTML/Image）?message

本系統針對HTML/Image message的應用之一是將學校logo、歡迎問候語和制作單位等內容制作成圖片，將其定義為啟動（Startup）message于系統啟動時在message bar中顯示（圖6）。

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3)?文件型（File）message????????????

校園景點模塊中為校訓碑設置的message為WAV格式的音頻文件，當用戶經過時將自動播放華東師大校歌。

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4)?屬性型（Attributes）message

校園信息瀏覽模塊中圖書館的信息通過定義屬性型（Attributes）message來實現查詢。其中屬性表中的內容有圖書館的樓層分布及其功能等（圖7）。???????????????

5)?鏈接型（Links）message

校園信息瀏覽模塊中主要建筑物中院系或職能部門設置情況可用鏈接型（Links）message反映。如系統中華東師大標志性建筑——理科大樓，其message定義為：①?message的標題為“理科大樓”；②?圖片和詳細描述均可利用華東師范大學主頁中的資源；③鏈接列表中包括大樓中的各院系、機構如生命科學學院、化學系的主頁鏈接，實現便捷的訪問（圖8）。

6)?利用腳本語言定義的message

校園游覽路線模塊中游覽導航的功能是通過利用腳本語言定義的message來實現的。其中HTML網頁使用VBScript語言^[6]在Dreamweaver^[7]中制作，通過創建網頁型message將其直接植入TE Pro中作為系統的一個組成部分。

游覽導航模塊其中一部分是供瀏覽者選擇游覽路線，這個路線一部分是預設的，一部分是用戶自己定義的，例如從校門至校園對外服務較頻繁的建筑等常用的的行走路線的查詢和展示，此功能的實現需要在HTML網頁中添加下拉列表和按鈕，列表用于放置預先設計行走路線，按鈕實現顯示行走路徑、途經地標以及路線展示的功能（圖9）。

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3.4系統輸出打包處理

系統設計完成后，需進行打包處理，輸出所有用戶能通過Skyline公司提供的通用瀏覽器TerraExplorer Viewer進行瀏覽的三維校園瀏覽系統。

４?結語

在全球數字化的趨勢下,三維數字信息豐富、真實、具體的表現力以及可視化的優勢逐漸成為應用的主流，隨著三維可視化技術的發展和完善，三維地理信息系統將是地理信息技術發展的一個必然趨勢。本文結合實踐，經過對message應用的不斷思索和嘗試，以華東師范大學為例介紹基于TE Pro的校園三維瀏覽系統開發的方法，系統具有一定的對外展示作用和實用價值，同時突出message在瀏覽系統設計中應用的廣泛性和重要性，為建立校園三維地理信息系統起到了鋪墊作用。由于基于message的瀏覽系統開發尚處在實驗階段，系統功能以及校園三維場景模型的建立還存在很多不足，今后將進一步完善。

轉載于:https://www.cnblogs.com/Joetao/articles/4821133.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于TerraExplorer Pro的校园三维浏览系统开发（转载）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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