KML 在“数字建筑工地”中的应用

一 绪论

1.1 研究现状

“数字地球”最早是由前美国副总统戈尔提出的并进行了推广，逐渐的人们便发现了其背后的巨大应用价值，许多的国家纷纷展开详细的研究，其中包含：美国、英国、荷兰等国家，自 Google 公司发布了新版的 Google Earth 客户端后，人们对数字地球的探索的兴趣愈加浓烈。通过编辑相应的 KML 语言，人们不仅可以进行兴趣点查询、浏览，还可以进行一些简单的地理事物属性编辑的分析和三维的虚拟现实模拟。本文尝试通过 KML 对建筑物三维模型信息进行编辑，并且将编辑后的建筑物三维模型和 Google Earth 相结合，并且通过GoogleEarth 在线浏览，实现基于虚拟地球技术的三维数字建筑工地的网络发布。

二 Google Earth 与 KML 概述

谷歌地球（Google Earth，GE）是一款 Google 公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS 布置在一个地球的三维模型上。Google Earth 6 针对桌面推出了三种不同的版本：Google 地球、Google 地球专业版和 Google 地球企业版。飞往任何地方，查看卫星图像、3D 建筑、3D 树木、地形、街景视图、行星等。Google Earth和 Google Maps 处理 KML 文件的方式与网页浏览器处理 HTML 和XML 文件的方式类似。像 HTML 一样，KML 使用包含名称、属性的标签来确定显示方式。用来描述和表示地理信息中的点、线、面，并在 Google Earth 中显示，现已经成为一种国际化的标准。可以概括的来说 ,GoogleEarth viewer 就是一个 KML 的文件浏览器。

三 建筑物的建模

3.1 建模方法

通常来讲 GoogleEarth 中三维模型的建立大都利用 SketchUp 软件。这 SketchUp 软件可以与 GoogleEarth 实现无缝对接。主要的方法有三种：

1、直接导入法( 直接从GoogleEarth 中导入卫星图像)，

2、后期导入法( 先完成模型然后导入GoogleEarth 中去)，

3、直接使用KML 语言导入模型的文档中（上文已经提出过）。

三维模型建模如果按建模对象可分为地形建模、建筑物建模和其他地物建模，本文所采用的三维数字建筑工地建模方案不涉及地形建模 , 主要讨论的是建筑物、构筑物、其他地物的建模方法。建筑物包含了工程中不同用途的各类建筑 , 主要有写字楼、住宅楼、商业、地下车库以及配电房等建筑 . 其他地物主要包括工程中的路灯、苗圃、垃圾箱、路灯等，对于这类模型，本文直接套用 SketehUp 在线模型库中的模型以减少工作量，提高建模效率。

3.2 建模工具及功能

Sketchup 是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，它能使用户快速建简单的 3D 建筑模型。它的命令简单但是功能强大，没有像 3dSMax 建模软件的庞而复杂的命令集。对于初学者很易上手 , 对于像 GoogleEarth 上的大量简单的 3D 建筑物，SketChUp 的确是再合

适不过了。

sketch up 的功能不仅包括三维模型的建立。同时 , 它还具有将不同的二维模型数据格式互相转换的功能和实现二维场景漫游等功能。该软件的功能模块可分为八种，它们分别是：基本工具模块、绘制模块、修正模块、注释模块、照相机模块、漫游模块、沙盘模块、Google 模块、模型设置管理模块和导入/ 导出模块。

基本工具模块 : 该模块里面包括了选择工具、擦除工具、喷涂工具等。它们分别可以进行物体的选取，删除、不同颜色的填充等操作。

绘制模块：该模块包括线工具、弧段工具、矩形工具、多边形工具、自由绘画工具等六种工具。用户可使用这些工具在软件中创建二维模型，这个模块的作用主要是为模型的外观建造而服务的。

修正模块：该模块主要实现模型的编辑和修改功能。主要包括移动工具、旋转工具、跟随工具、比例尺工具、推拉工具和偏移工具。用户可使用这些工具可以分别实现物体的移动；位置的旋转；沿指定路径的建模；模型整体的缩放等操作。这一模块的主要功能是在绘制模块生成物体轮廓的基础上实现细节的制作以及复杂模型的构造等任务。

注释模块：该模块主要用来建立草图以及对现有模型进行注释说明。它要包括测量工具、文本工具和尺寸工具。使用这些工具可以分别进行物体长度、宽度和角度的测量，对所建模型或所绘制草图结构的解释说明。

照相机模块：该模块是用来对三维模型进行全方位观看的模块。主要包括游览工具、缩放工具、轨道工具。用户可使用这些工具对所建造模型及其场景进行各种视角的查看等操作。

漫游模块：该模块主要用来实现对虚拟场景漫游的功能。主要包括相机放置工具、游览工具、行走工具。用户使用这些工具可以实现规划漫游的线路, 自动观看的角度等操作。

沙盘模块：该模块的功能是用来创建和操作大规模的二维物体表面。主要原理是利用不规则三角网来制作大型三维物体表面。主要用于模拟地形的制作。

Google 模块：该模块本质上来说是 SketehUp 和 GoogleEarth 软件的接口。主要用来实现两种软件中数据的交互，即 GoogleEarth 中图像的直接截取和SketchUp 中模型的直接上传。

四 总结

KML 语言是一种比较成熟的语言，并且它所编码地点地物可以很好地被 GoogleEarth 识别。采用 GoogleEarth 对数字建筑工地进行三维化展示是一个很有价值的探索。将 sketchup 制作好的三维模型导入到 GoogleEarth 中，可以无缝显示并且在线浏览。通过 KML 建立不同的数据层和数据库，GoogleEarth 的建筑物分析功能也将逐渐脱颖而出。不论是在公共技术应用还是商业应用上，GoogleEarth 的优势已经初步形成。