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Google SketchUp susuyang on 24 六月 2011

將ArcGIS中2D圖徵資料利用SketchUp快速建立3D模型

本文轉載自 中央研究院計算中心電子報2011年第13期 作者:陳信安、張智傑

要大規模地將城市建物3D模型化可說是相當大的工程,本文主要是介紹如何縮短3D建模時程與更簡易的方法達到快速建模的作業方式,以下將說明如何結合GIS軟體(ArcGIS)與3D建模軟體(SketchUp)達到快速建模之目的。
此方法將ArcGIS軟體中具有地理坐標的2D向量資料,快速轉換到SketchUp軟體中做3D模型編修、賦予建物材質、環境規劃設計等作業,然後可輸出具有地理坐標之3D模型,即可在具有3D展示功能之軟體(如:Google Earth、ArcGlobe、ArcScene等軟體)中展示模型,若要修改模型(例:材質、方位、高度)或進行環境規劃設計,則需再回到SketchUp中做修改。

操作流程架構圖如下:

詳細操作流程如下:
一、 安裝SketchUp6 Plug-in
SketchUp6 Plug-in外掛程式是由Google公司建立,在安裝此一外掛程式前,需事先安裝ESRI ArcGIS 9.2版與SketchUp 6版軟體,此外掛程式系統要求與詳細安裝流程請見「SketchUpPro6_GIS Plugin Installation Guide」,工作流程指南則可以參閱「SketchUp and ArcGIS:how they work together」。

二、 加入2D圖徵與轉換
在ArcGIS中加入要轉換的2D圖徵(建築基底、道路、資源點等向量資料)與空照圖,並給予建物圖徵高度,再經由SketchUp 6 ESRI Plugin將2D圖徵轉換成3D模型。

1.新增欲轉換圖徵資料:開啓ArcGIS並加入空照圖與要轉換的2D圖徵(點、線資料可以在下一階段模型編修時當作設計之基準點,亦可不用加入)。

圖 1.加入空照圖與圖徵資料

    2.給予建物圖徵高度數據:打開build 屬性表增加「height」屬性欄位,並給予建物高度數據(單位公尺)。

    圖 2.打開屬性表新增欄位

    圖 3.將欄位名稱命名為height

    圖 4.開啟編修模式

    圖 5.給予建物高度數據(單位為公尺)

    圖 6.儲存編輯後結束編輯

    圖 7.完成給予建物圖徵高度

     

    3.選取欲轉換的2D圖徵資料:點選Select Feature工具,選取欲轉換的圖徵。

    圖 8.點選Select Feature工具

    圖 9.選取要轉換的圖徵資料(按下shift拖曳可範圍選取)

    圖 10.選取欲轉換圖徵

     

    4.換2D圖徵轉換成3D模型:設定欲轉換的2D圖徵資料高程屬性參考欄位與空照圖資訊(若空照圖檔案容量太大則無法在SketchUp6顯示)。

    圖 11.點選Export selected items to SketchUp 6工具

    圖 12.在Feature Classes頁籤中點選build,將Extrude by field選擇height
    (2D建物圖徵轉換後的模型高度將依照height欄位變動)

    圖 13.在Filename點選Browse選擇模型輸出位置

    圖 14.選擇儲存位置,並命名,按下儲存

    圖 15.在Raster頁籤中將Exclude from export取消

    圖 16.選擇空照圖影像格式(與原空照圖格式相同即可)按下確定開始轉換

    圖 17.轉換成功後自動開啟SketchUp

    三、 3D模型編修、設計與匯出 接續在SketchUp中編修、設計我們的3D模型,賦予建物牆面材質,亦可以對建築的周圍環境做規劃與設計,設計完成後的3D模型將可匯出成具有地理資訊之Multipatch資料格式(儲存格式為.mdb),所儲存的地理資訊不只是簡單的3D圖徵,而是複雜3D幾何模型,並可以儲存在我們現有GIS資料庫中。

    1. 編修、設計3D模型:轉換後的模型為群組(group)選取要編修的模型,左鍵快點兩下進入群組即可對物件進行編修。圖 18.物件為群組(group)狀態

      圖 19.左鍵快點兩下進入群組中編輯模型

      圖 20.設計3D模型與環境

      圖 21.加入各種組件亦可以在下一階段一起輸出

    四、 模型展示 在SketchUp軟體中可將設計好的3D模型輸出具有地理坐標之物件後(ESRI MultiPath格式) ,即可在具有3D展示功能之軟體(如:Google Earth、ArcGlobe、ArcScene等軟體)中展示模型。

    1. 選取欲匯出之3D物件:利用選取工具選取要輸出的3D模型(上一階段匯入的線與點不需選取)圖 22.選取欲輸出物件
    2. 匯出模型設定:將物件的匯出格式設定具有地理座標格式(.mdb)圖 23.選取匯出成3D Model

      圖 24.匯出的格式選擇ESRI MultiPath(*mdb)加以命名後Export

    3. 選擇要匯出的圖徵資料庫:新增圖徵資料集,將匯出具有地理坐標之3D模型資料庫。(若在匯出時出現沒有此項目之警告視窗,表示有選取到匯入的點、線,將其取消選取再重新匯出即可)圖 25.按create增加新的圖徵資料集

      圖 26.命名資料集名稱(不可有數字)

      圖 27.按下OK匯出

      圖 28.完成匯出

    4. 在ArcGlobe展示模型:在ArcGlobe加入空照圖與匯出的3D模型即可看到成果。加入3D圖層時,請選擇Show layer at all distances,再點選「Finish」。圖 29.選擇Show layer at all,按Finish完成匯入

      圖 30.完成匯入3D模型

      圖 31.模型與材質呈現效果

    五、附註:

    1. (註1.)運用此方法時,需安裝ESRI ArcGIS 9.2版與SketchUp 6版軟體,方能安裝 SketchUp6 Plug-in將2D資料轉匯至SketchUp,並將製作好的模型匯出成具有地理坐標之模型(詳細步驟見流程一);在展示3D模型時,則需要具有3D 展示功能之軟體,如:Google Earth、ArcSence、ArcGlobe,方可展示模型。
    2. (註2.)本範例將空照圖轉換至SketchUp時,空照圖無法正常顯示,原因為影像容量過大(與電腦的效能處理有關),建議使用200mb以下之空照圖資(若空間解析度夠高,使用比例尺愈大的圖資轉換至SketchUp時將會愈清楚),確保在SketchUp 6版中能正常顯示,也有助於模型的編修與周圍環境規劃設計。

    六、參考資料

    1. (2005).” SketchUp and ArcGIS – how they work together.”
      http://www.techlimits.com/newsletters/2006/fevereiro/Using%20SketchUp%20and%20ArcGIS.pdf
    2. (2007).” SketchUpPro6_GIS Plugin Installation Guide.”
      http://sketchup.google.com/intl/en/pdfs/SketchUpPro6_GISPluginInstall.pdf
    3. (2007). ” Create 3D buildings in SketchUp and position them in ArcScene”
      http://www.esri.com/news/arcuser/1207/files/bringiton.pdf
    4. (2007).”Urban Modeling with ArcGIS 3D Analyst and SketchUp”
      http://www.esri.com/news/arcuser/0207/urban.html

     

    Google Earth &Google SketchUp 廖泫銘 on 04 六月 2011

    國立臺中技術學院3D虛擬校園

    SketchUP的建模達人黃宗堂,為了回饋他的母校-國立台中技術學院,呼應該該校正在進行升格科技大學的專案評鑑,歷經兩個多月的不眠不休製作模型,完成整個國立臺中技術學院校園Google Earth模型,並通過Google的審查程序,正式在3D Warehouse上架服務,這是臺灣少數完整虛擬3D校園,值得大家親身體驗一下!

    阿堂的「NTIT 虛擬校園˙盡在 Google Earth」主題網站:http://www2.ntit.edu.tw/document/2011/201105301/index.htm。另外,Google達人Steven Ho也共襄盛舉,將國立臺中技術學院校園Google Earth模型用街景導覽技術加以呈現:


    點擊上圖可以另開”國立台中技術學院虛擬校園街景導覽”視窗(Credit:阿堂、Steven Ho)

    Google SketchUp &Google 官方訊息/活動 susuyang on 25 三月 2011

    Google Geo Community Summit Singapore

    Google 將於3月30日至4月1日在新加坡舉辦亞太地區的高峰會(Google Geo Community Summit Singapore),這次會議將邀請亞洲區各地Google地理產品的熱心用戶參與,而地點選擇在靠近google新加坡辦公室的Festive Hotel假日酒店。更多訊息可至這次開放的官方網站查看!

    活動首頁照片中左側就是台灣SketchUP建模達人阿堂, 這一次他也受邀出席呢!Google Geo Community Summit Singapore活動照片:https://sites.google.com/site/2011geocommunityapac/photos

    Google SketchUp susuyang on 19 十一月 2010

    以SketchUp進行房屋內部模型的建置

    以SketchUp進行3D模型的技術越來越成熟,但大部分都只是對於建築物的外部進行建模。而gipuzkoa3d則完成了Leku Chillida Museum內部的模型(

    KML檔連結)。此模型的房屋外觀上看起來與一般模型一樣,但隨著外部環境中的樹木、灌木、長椅等物品的建置,讓整個地區更加的逼真。

    而將視角穿透過房屋,可以看到房屋內部的牆面紋理、屋內的樑柱、牆上的畫作與窗框等,在每個小細節上都有處理到,在Google earth上觀看時也不會有畫面延遲的情況,透過此

    建築物內部導覽的KMZ查看房屋內部,彷彿自己正走上屋裡。

    此模型的產生,讓房屋建模由外部延伸至內部。以精緻等級來區分,以往較精緻的模型只能達到Level of detail(LOD) 3的層級,包含房屋附屬物及建築細節(屋簷、陽台、窗台等)。而此範例則做到LOD4的層級,自房屋外部結構衍生至房屋內部構造,包含房間、門、樓梯及家具等,可以說是室內應用的最佳範例。

    相關影片:

    相關連結:

    Google SketchUp susuyang on 11 十月 2010

    SketchUp 分析工具-IES VE SketchUp plug-in

    IES VE SketchUp plug-in為SketchUP中的免費分析工具,可以針對模型進行建築性能的分析。此工具允許使用者輸入所設計模型的重要資訊,如位置、建築類型、房間類型與結構類型等,然後將SketchUp模型直接導入到分析工具中,不需重新構建任何幾何形狀。SketchUP的設計師可以透過簡單的操作,對於模型的能源消耗進行分析(如二氧化碳排放量的計算,提高低碳技術及再生能源使用率),進而輔助節能建築的設計。

    相關介紹:

    IES VE SketchUp plugin for Energy Ana

    Google SketchUp &軟體工具 廖泫銘 on 10 十月 2010

    免費3D建築模型伺服器

    Google地球的使用者一定都知道Google 3D Warehouse上有存放許多各式的3D建築模型可以提供下載,是一個3D模型的資料倉儲系統。如果你是機關或非營利機構組織,也建立很多3D模型不想透過Google 3D Warehouse來發布,希望自己建立伺服器來進行管理,特別是內部使用時,可以參考一個免費的BIMserver軟體。

    建築資訊模型伺服軟體(Building Information Modelserver,簡稱 BIMserver)用於整合建築模型之相關資訊,並非單純只是整合檔案,而是整合建構、設計模型的流程方法。BIMserver的核心使用的資料格式為Open Source BIM foundation所發展的開放式IFC物件資料庫檔案格式,可透過API於網頁瀏覽介面中提供模型之查詢、篩選與整合。IFC可轉換之格式包括ifcXML、CityGML、Collada、KML,並可直接由Google Earth進行連結。

    其資料設定模式如下圖所示,填寫專案名稱、勾選是否允許匿名使用(此決定是否可直接由Google Earth連結)等資料,以及填入X、Y、Z之坐標與高度值,即可於資料庫中建立一專案。

    後續則設定使用者等資訊,並上傳IFC模型檔資料。

    相較於Google 3D Warehouse,在於由Google彙整多方建置之資料,再提供資料下載,並透過Google Sketchup之Desktop軟體來進行資料整合運用,則BIMserver本身為一Server,可以設定多重使用者之權限來進行一專案的編輯,並記錄多次編修之版本。

    參考資料:

    Google SketchUp &報導 susuyang on 13 九月 2010

    台灣SketchUP建模達人

    透過新聞得知台灣有位SketchUP的建模達人黃宗堂,黃宗堂是Google總部認可全球一百九十一位建模師之一,更是台灣獲認可四名建模師中作品最多的一位。目前他已有九十餘棟3D建築物獲得Google認可放在網路上供全世界的網友觀看。

    有興趣觀賞黃先生所蓋的模型,可以至3D模型庫中他的頁面觀看,也可以至他的部落格欣賞:http://tang1997.blogspot.com/

    相關連結:

    Google SketchUp 廖泫銘 on 05 九月 2010

    Google SketchUp建立3D建築模型與應用

    Google SketchUp 製作3D模型示範中央研究院GIS團隊在去年度時曾發表幾篇文章,介紹如何Google SketchUp結合現地照片、平面測量地圖及地理輔助資訊,將實體建物或地形地貌建構出數位3D模型,並且3D模型Google地球、快速成型(Rapid Prototyping)技術及擴增實境(Augmented Reality)等技術技術,呈現出虛擬與實體的互動環境,有興趣者可以詳閱發表的文章:

    論文當中有幾個實際範例,作者也錄製成影片檔,可以更詳細瞭解操作過程:

    這個研究中找到幾個很有趣的軟體,可以運用Google SketchUp建立3D建築模型來做一些後續應用,以下簡單將各別應用情境與軟體名稱羅列如下:

    更多與Google SketchUp相關軟體可以參閱:http://sketchup.google.com/intl/en/download/plugins.html

    Google SketchUp &Google 官方訊息/活動 廖泫銘 on 05 九月 2010

    Google推出SketchUp 8

    Googlem於9月1日推出全新的SketchUp 8版,包括免費版及付費的Pro版(從前一版本升級費用為95美金),相較於前一個版本,SketchUp 8的新功能包括:

    • 可以運用各式地理資料內容來建立三維建築模型,運用Google早期稱做PhotoSketch的技術,並將三維建築模型呈現於Google地球上
      • 可以利用Google收集大量收集地球圖像,其中包括空照影像、空中傾斜攝影和街景照片,來快速生成三維建築模型。
      • 可以從Google地球中匯入更細緻的數值地形模型以及彩色的正射影像圖(之前版本只有灰階)。
      • 可以匯入Google Building Maker所建立的模型,並將其編修更精緻。
    • 可以快速計算出3D模型的體積(volumes)
    • 提供一個新的”Solid”工具(Pro版才有)
      • 可以針對3D物件進行“Union, Subtract, Trim, Intersect and Split”等運算,有助於快速建立出複雜的模型。
      • 詳細”Solid”工具說明可以參閱《影片
    • LayOut功能是將3D模型轉換成2D的平面圖,新版的LayOut 3功能增加以下功能(Pro版才有)
      • 使用者可以自定義線條樣式
      • 提供簡單的尺寸標註和註釋工具
      • 可以輸出DWG / DXF 2010格式
      • 詳細LayOut功能說明可以參閱《影片

    相關報導:

    Google SketchUp susuyang on 01 二月 2010

    哈利法塔的3D模型

    由阿拉伯聯合大公國杜拜邦所打造的哈利法塔(原稱為杜拜塔),於2010年1月4日正式啟用。也取代原先508公尺高的台北101大樓,以828公尺成為世界第一高的人造建築。

    現在Google 的3D模型庫上也有哈利法塔的模型了(連結),從相同的高度與傾斜角觀看台北101大樓與哈利法塔,可看出兩者的高度差異。在台北101大樓底下觀賞101已經夠震撼了,想必近距離觀賞哈利法塔會有更大的感觸。

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