馮笑雪

摘要：文中在SuperMapiServer平臺基礎上，以河北工程大學煤礦綜合信息化省工程實驗室為例，利用3DS Max 三維建模、使用JavaScript和Ajax技術，設計開發(fā)出B/S模式三維實驗室系統(tǒng)，為相關行業(yè)領域的三維信息化的推廣使用提供借鑒。

關鍵詞：SuperMap；三維建模；Ajax

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）24-0055-02

1 背景

在互聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展的驅(qū)動下，三維虛擬技術得到了廣泛應用，它可以更形象、更逼真展現(xiàn)現(xiàn)實世界。三維虛擬化技術將煤礦綜合信息化省工程實驗室功能向廣大師生更生動的展示起到了較好宣傳作用。三維虛擬化技術與WebGIS結(jié)合，在網(wǎng)絡上以虛擬實景展現(xiàn)三維立體實驗室，對完善高校數(shù)字化、智能化建設有積極意義。

2 系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)目標與主要功能

針對河北工程大學煤礦綜合信息化河北省工程實驗室目前的實際狀況，開發(fā)一個能在Internet上瀏覽的數(shù)字實驗室系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅便于教師網(wǎng)上教學和科學管理實驗室、學生網(wǎng)上實驗學習，而且能真實的展示三維實驗室場景，實現(xiàn)場景距離面積測量和自由漫游。根據(jù)系統(tǒng)目標，煤礦綜合信息化實驗室系統(tǒng)主要功能如下：

1）iServer服務：連接服務器，加載煤礦綜合信息化實驗室三維模型，可以三維場景瀏覽。

2）圖層管理：調(diào)節(jié)圖層上下順序?qū)傩?、可視屬性、可編輯屬性?/p>

3）圖層屬性：加載圖層，對當前圖層重命名，設置可見度高度，可設置高度模式，在擴展屬性中可以設置底部高程，拉伸高度，對頂面、側(cè)面貼圖，對紋理橫縱向重復設置。

4）空間查詢：空間查詢采用氣泡屬性，可以改變所彈氣泡樣式（設置文字標題、字體和對齊方式，邊框?qū)挾群瓦吙虮尘?，以及氣泡四個角的樣式等）。

5）礦井模型：對煤礦綜合信息化河北工程實驗室現(xiàn)代化礦井模型展示與介紹。

6）模型演示：加載多種礦井模型講解視頻。

7）實驗教學：連接校內(nèi)網(wǎng)登錄，查看實驗教學課程。

8）實驗室簡介：從環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、智能礦燈系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安全檢測系統(tǒng)六個方面介紹實驗室。

2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

煤礦綜合信息化河北省工程實驗室系統(tǒng)平臺的目標用戶為實驗室管理人員及全校師生。本系統(tǒng)采用B/S模式下三層模型架構(gòu)[1]，這樣分層符合“高內(nèi)聚低耦合”的思想，可使整個系統(tǒng)運行效率更高、伸縮性更強。用戶界面層主要顯示數(shù)據(jù)，展現(xiàn)三維場景；業(yè)務邏輯層通過WEB服務器發(fā)布服務，利用GIS服務器提供WebGIS應用程序所需的GIS功能；數(shù)據(jù)層通過空間數(shù)據(jù)引擎SDX+將空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)一體化儲存到SQL Server關系數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)總體機構(gòu)如圖1所示。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 三維建模

3.1.1 三維建模方法處理

在三維數(shù)據(jù)處理過程中，建立模型是較為耗時但也是非常重要的步驟。三維建模的方法主要有三種[2]：第一種，批量建模，對外觀一致的建筑物，將其二維的面數(shù)據(jù)高程拉伸，并給其附上貼圖；第二種，利用專業(yè)建模軟件對其精確建模，展現(xiàn)出真實世界中的實體；第三種，在圖層中的點、線、面通過SuperMapDeskpro的符號庫三維符號渲染，顯示三維效果。

在數(shù)據(jù)煤礦實驗室的建模上利用前兩種方法。對于實驗室常見一致模型采用批量建模的方法，將該矢量二維面數(shù)據(jù)高程拉伸并貼上紋理圖片，展現(xiàn)三維效果。利用3ds MAX軟件對煤礦專業(yè)設備（如礦用本安型分站、礦用本安型無線基站）進行精細建模，并加入三維場景中。所有紋理圖片是事先使用數(shù)碼相機拍照并利用PhotoShop進行處理過的。

3.1.2 虛擬場景合成

本文使用3ds MAX軟件，通過材質(zhì)編輯器把全部模型附上相應的材質(zhì)，并將其導入到同一個場景，通過SuperMap Max Plugin 7.1 for Max2010插件（通過谷歌地圖查找的學校經(jīng)緯度插入點信息經(jīng)緯度坐標值）生成.scv格式模型緩存文件，在SuperMap桌面軟件加載該緩存文件，并保存到工作空間，實現(xiàn)整個三維虛擬場景。

3.2 客戶端

客戶端通過使用普通Web瀏覽器（IE8、chrome等），用戶即可使用系統(tǒng)的所提供的全部功能。SuperMapiServer提供客戶端GIS程序開發(fā)工具包SuperMapiClient for Realspace[3]，SuperMapiClient for Realspace在插件上的基礎上封裝的JavaScript API與SuperMapiClient for Ajax統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，并采用JavaScript框架進行三維客戶端腳本開發(fā)。

3.3 服務端

服務端通過GIS服務器與ASP.NET相結(jié)合方法實現(xiàn)的，通過SuperMap iServer集成的Tomcat服務器發(fā)布Web應用，Tomcat發(fā)布網(wǎng)址為http：//192.168.0.250：8090/hbgcdx/index.htm。

4 結(jié)束語

通過客戶端開發(fā)包SuperMapiClient forRealspace開發(fā)實現(xiàn)GIS功能如三維實驗室全景漫游、空間查詢等功能，采用SuperMapiClient for Ajax技術實現(xiàn)網(wǎng)頁異步更新，增強用戶體驗，利用SuperMap iServer Java 服務快速發(fā)布，開發(fā)出B/S模式三維實驗室系統(tǒng)。SuperMap GIS技術日漸成熟，與WebGIS相結(jié)合已經(jīng)成為GIS領域一個重要的發(fā)展方向，為相關行業(yè)領域的三維信息化的推廣提供有效的借鑒。

參考文獻：

[1] 朱愛紅， 余冬梅， 張聚禮. 基于B/S軟件體系結(jié)構(gòu)的研究[J]. 計算機工程與設計， 2005， 26（5）： 1164-1165.

[2] 楊德全， 楊超元， 柯新利， 等. SuperMap Deskpro在數(shù)字校園建模方法中的應用[J]. 地理空間信息， 2011（4）： 131-135.

[3] 北京超圖地理信息技術有限公司. SuperMap GIS二三維一體化開發(fā)實戰(zhàn)[M]. 北京： 清華大學出版社， 2013.