作为设施规划师，您的任务是为即将进行的改造创建逼真的 3D 建筑。 要对比建议的重新设计与当前建筑，您将使用多面体编辑工具并在宾夕法尼亚州立大学校园内手动创建两个 3D 建筑。 将建筑物覆盖区转换为多面体要素后，您将拉伸它们，使用激光雷达点云评估它们的高度和形状。 然后，您将编辑折点以创建屋顶形态细节。 您也会将纹理图像应用到建筑物中，使其尽可能逼真。
本教程上次于 2025 年 2 月 13 日使用 ArcGIS Pro 3.4 进行了测试。 如果您使用的是其他版本的 ArcGIS Pro，可能会遇到不同的功能和结果。
创建局部场景、加载激光雷达数据，并将 2D 建筑物覆盖区转换为 3D 多面体要素。
以激光雷达点云为指导，拉伸一栋办公类高层建筑，并添加纹理和屋顶细节。
使用测量创建一栋带有复杂屋顶形态的住宅建筑物，并添加纹理。
为了比较即将进行的改造的平面设计图，您将在宾夕法尼亚州立大学校园内创建两座建筑物的逼真 3D 模型：奥斯瓦尔德建筑和老植物楼。 此类 3D 对象可构建为多面体要素，这是一种数据类型，允许您定义具有纹理的复杂 3D 形状。
虽然本教程侧重于 3D 形状构建方法，但其与遥感相关联，展示如何将激光雷达点云用作构建此类 3D 形状时的指引，以及如何使用空中或地面拍摄的图片来创建逼真的立面和屋顶表面。
首先，您将下载并浏览工程、添加激光雷达点云图层，并将 2D 建筑覆盖区转换为 3D 多面体要素。
首先，您将在 ArcGIS Pro 中下载并打开工程。
开始下载前，根据 web 浏览器的不同，系统可能会提示您选择文件的位置。 大多数浏览器将默认下载到计算机的 Downloads 文件夹下。
工程随即打开。
工程在地图视图中打开，使用 World Topographic Map 和 World Hillshade 底图显示宾夕法尼亚州立大学的校园区域。 Penn_State_2D_Footprints 图层显示以蓝色符号化的两个建筑物的 2D 覆盖区面。
建筑物覆盖区描绘了建筑物的 2D 地面形状。
随即出现一个信息弹出窗口，指示此为奥斯瓦尔德塔。
弹出窗口更新为老植物楼的信息。
地图视图是显示 2D 数据的 2D 地图。 接下来，您将浏览启用 3D 的场景视图，并将使用此视图构建两个建筑物的 3D 再现。
场景视图包含局部场景。 局部场景对于显示具有投影坐标系且具有有限空间范围的 3D 数据集非常有用，例如城市或本例中的大学校园。
相同的 2D 建筑物覆盖区图层 Penn_State_2D_Footprints 显示在场景视图中，但两个建筑物覆盖区没有完全显示并且似乎沉入地下。 这是因为它们显示在 3D 环境中，而 2D 面被地形高程的微小差异部分覆盖。 您将为该图层设置高程属性，以便更好地查看建筑物。
还有另一个图层 Penn_State_3D_Buildings，它是一个多面体图层，可以存储复杂的纹理 3D 形状。 当前仪表盘为空。 稍后，它将包含您构建的 3D 建筑物。 现在，您将修改 2D 建筑物图层的显示，以便更清楚地看到它们。
在高程选项卡中，可以确定 3D 要素在场景中的显示方式。 现在，建筑物以绝对高度显示，在已知要素的精确高度的情况下，此方法更适合。 由于建筑物在地面上，因此您需要将建筑物的高程设置为在地面上。
现在建筑物在场景中可以更好地显示。 它们可能无法完美显示，但您可以更清楚地看到它们。
根据范围和场景的倾斜方式，建筑物的显示有所不同，因此图像可能不完全匹配。
随即显示目录窗格。
门户是指首次启动 ArcGIS Pro 时用于登录的许可账户。 由于您使用 ArcGIS Online 账户登录，因此您具有账户可以访问的所有 ArcGIS Online 数据的访问权限。
激光雷达点云数据绘制在场景上。 每个点都代表地面高程、建筑物、树木或其他景观元素。
图层中高程最低的点符号化为深蓝色，而高程最高的点符号化为红色。
目前，您正在从顶部查看点云，因此您不会获得太多的 3D 效果。 为了更好地探索激光雷达图层，您将使用导航器倾斜和旋转场景以从侧面查看。
导航器将变为 3D 球体，并为 3D 导航显示额外的滚轮。
或者，您也可以使用键盘导航场景，方法为按以下键：V 键倾斜、B 键旋转、C 键平移、Z 键缩放，需与上、下、左和右方向键组合使用。
这些点描绘每个建筑物、树木和地面细节。
场景范围以校园内的两个建筑物为中心。
接下来，您需要将 2D 建筑覆盖区复制到 Penn_State_3D_Buildings 多面体图层中。 您将根据这些覆盖区副本创建 3D 建筑物。
两个面均被选中并处于高亮显示状态。 由于地形差异，您可能只能看到所选建筑物的一小部分。
随即显示选择性粘贴窗口。
目标图层 Penn_State_3D_Buildings 必须已添加到内容窗格，并在使用选择性粘贴时处于打开状态。
要保存您对多面体要素类进行的编辑，可使用编辑选项卡。
接下来，您将为 3D 建筑物设置高程属性，以便更好地显示它们。
两个 Penn_State_3D_Buildings 要素现已可见，使用白色符号化。
将建筑物覆盖区面转换成多面体要素之后，您可以开始将第一个建筑物奥斯瓦尔德塔构建为 3D 要素。
您将从构建办公类建筑物奥斯瓦尔德塔开始。 通过多面体编辑，您可以创建并构造复杂的 3D 建筑物形态。 从现有的 2D 覆盖区开始，您将使用激光雷达点云图层将其拉伸到正确的高度。 然后，您将应用纹理图像以赋予立面逼真的外观，并将创建和编辑折点以添加更多建筑要素。 使用这些基本组件，您可以迅速生成任何主要城市的市中心区域常见的其他商业建筑或办公楼的模型。
创建任何形式建筑物的第一步都是将覆盖区拉伸为 3D 块模型；这被称为细节层次 1 (LoD1) 的 3D 建筑物。 更高的细节层次包括屋顶形态 (LoD2)、柱子和门等建筑细节 (LoD3) 以及内部要素 (LoD4)。 要准确地拉伸奥斯瓦尔德塔，您将使用之前添加的激光雷达数据作为指导。
修改要素窗格随即出现并显示编辑折点工具。
当您处于选择或编辑模式时，如果需要重新定位场景以更好地查看建筑物，请不要忘记您仍然可以随时使用导航器滚轮。 您也可以按 C 或 Z 键以临时切换至平移或缩放模式。
您已创建了 LoD1 3D 建筑物。 接下来，您将在奥斯瓦尔德塔的侧面和屋顶添加实际纹理，使其成为 LoD3 建筑物。
奥斯瓦尔德塔作为办公式建筑物来说相对较矮，且没有受到其他建筑物或植被的遮挡，因此很容易获取建筑物外立面的清晰照片。 在本节中，您将对建筑物的每个经过裁剪和校正的面应用单一图像纹理。
随即显示纹理工具的修改要素窗格。
加载纹理浏览器随即打开。
图像已经使用 ArcGIS Pro 中的地理配准和图像变换工具根据建筑物的横纵比进行了裁剪，因此适合立面的范围。
如果缩小程度足够高，外立面纹理会发生重复。 这种称为平铺的行为对于摩天大楼或其他建筑物非常有用，因为您无法为其捕获建筑物立面的完整图像，而是仅拥有一小部分立面图像。
现在侧面都有纹理了，下面您将添加屋顶纹理。
您可以打开激光雷达点以供参考。 面向北方的 HVAC 系统应位于图像的左下方。
不同于建筑物侧面，屋顶不是平坦的表面。 接下来，要添加更多细节，您将拉伸屋顶上的机械室和空调设备 (HVAC)。
高层办公楼的屋顶通常具有机械设备、太阳能板或其他在表面上增加一个或多个层的结构。 使用编辑折点工具，您可以对奥斯瓦尔德塔屋顶上的结构（机械室和 HVAC 设备）进行剪切和拉伸。 然后，您将对其应用包含重复切片的通用纹理。
为了节省时间，您将简化要拉伸的屋顶元素的形状。 但如果需要，您可以花时间测量元素（使用地图选项卡上的测量工具）并非常精确地拉伸元素。
打开动态约束会为您显示正在使用的要素的长度。
整个屋顶被选中，并出现绿色编辑控点。
首先，您将追踪机械室。 由于照片上的透视会造成一定的畸变，因此您将尽可能遵循机械室墙壁底部的形状，而不是追踪其屋顶。
使用橙色线参考线（指示平行线和垂直线）创建具有直角的面。
机械室的轮廓随即出现，并且中心有一个绿色的编辑控件。 与您先前编辑建筑物本体一样，您将使用编辑控件和 2017 PSU LiDAR 图层来调整机械室的高度。
点的大小妨碍了您看到编辑控件。 您将改变激光雷达点的符号大小，从而轻松查看正在编辑的内容。
激光雷达云的点变得更小，更容易直观地验证屋顶元素的高度。
您应该经常单击完成和保存，这样当您选择取消时，仅会撤消最近的编辑。
机械室已完成。 同样，您将创建一个与 HVAC 设备大致对应的面。 实际上，它由一个 HVAC 设备和一面斜墙组成，但为了操作简单，您将创建一个矩形。
在多面体模型上推拉表面时，任何新创建的面都会通过对相邻表面进行镜像纹理处理来获得纹理。 对于奥斯瓦尔德塔的屋顶，这会创建一些不寻常的表面，例如现在已经完成了镜像处理的墙壁侧面上的空调风扇。 此外，需要轻微移动每个屋顶结构顶部的图像，使其与边相匹配。
您使用多面体编辑工具、纹理和激光雷达点云数据创建了一个逼真的 3D 办公楼。 接下来，您将学习如何构建各种屋顶形状并使用精确测量来构建更准确的 3D 建筑物。
先前，您使用多面体编辑功能和逼真的纹理创建了办公楼。 接下来，您将在宾夕法尼亚州立大学校园内创建一个住宅型建筑物 - 老植物楼。 此建筑建于 19 世纪末，具有一个四坡屋顶，为此您需要使用与上一部分不同的方法。 您将根据测量值（以英尺为单位）拉伸建筑物、构建屋顶形态、对照激光雷达点云进行检查并应用纹理。
您可通过将建筑物拉伸成简单的 LoD1 模型来开始构建老植物楼。
您将在奥斯瓦尔德塔的南部找到老植物楼。
您可以使用激光雷达云作为指导，但由于建筑物周围有太多植被，输入测量值可能会获得更精确的结果。 因此，您将使用第二个方法。
您可以使用的信息会因工程而有所不同。 因此根据具体情况，可以使用激光雷达点云数据、测量值或两者的组合来确定建筑物的高度和形状。
随即显示长度窗口。
默认单位为 ft。
老植物楼现已拉伸。
如果没有发生拉伸，您可能需要重置显示缓存。 在工程选项卡上，单击选项，然后单击显示。 在本地缓存下，选中清除缓存框并重新启动您的 ArcGIS Pro 实例。
接下来，您将处理建筑物的屋顶。
在创建老植物楼坡形屋顶之前，您需要将编辑格网与建筑物的准确方向对齐。 这将确保在正确的方向上应用屋顶测量值。
此操作将启用格网。
鼠标指针变为红色加号。
移动指针时，格网会平移。 要设置旋转，需要在屋顶的另一端添加另一个点。
即使您无法再查看格网，其设置仍然适用于您在工程中即将进行的任何编辑。
首先，您将分割建筑物顶面并创建一个四坡或双坡屋顶。
X 表示该边的中心。
请确保在与分割线关联的红色编辑球体上（而非在每个单独面的红色编辑球体上）单击鼠标右键。
屋顶现在为双坡屋顶，具有四坡形态。
作为提醒，如果出现误操作，请在编辑工具条上单击取消以返回到您保存的最后一次要素编辑。
您应该经常单击完成和保存以保存编辑内容，这样当您选择取消时，仅会撤消最近的编辑。
现在，您要将屋顶编辑为四坡形态。
出现 x、y、z 编辑控点。
接下来，您将调整蓝色控点的高度或距离值以在屋顶上创建四坡形态。 蓝色控点可能指向屋顶的中心（如示例图像中所示），或者可能指向远离屋顶中心的方向，具体取决于您选择从建筑物的哪一侧开始。
如果蓝色控点指向屋顶的中心，当您右键单击控点时，上下文菜单将列出高度选项，您将输入一个正值。 如果蓝色控点指向远离屋顶中心的方向，上下文菜单将列出距离选项，您将输入一个负值。
根据建筑物的位置，右键单击蓝色控点时，您可能需要选择距离选项而非高度，然后将长度值设置为 -16.75 或 16.75。 可以对它们进行试验，直到屋顶变成四坡屋顶，您可以单击快速访问工具栏上的撤消按钮，或右键单击建筑物并选择取消。
如果第一面输入 -16.75，则第二面必须输入 16.75，反之亦然。
基本的四坡屋顶形态已经就位，您需将四个屋顶平面中的两个沿远离建筑物中心的方向延伸，在两个侧面创建悬垂或屋檐。
您添加了长度为 1.5 英尺的悬垂。
现在，两侧均有悬垂。
接下来，您将根据激光雷达点云检查屋顶尺寸。
形状看起来匹配良好。
或者，您可以为屋顶的两个较长的侧面添加更多悬垂。
无论是使用激光雷达数据、数值测量值还是两者的组合，您都可以为 3D 建筑物创建精确的屋顶形状。
现在，老植物楼的基本形态已经就位，可以开始纹理化。 与在教程第一部分中一样，您将同时使用单个纹理和重复平铺纹理来为模型添加逼真的外观。
纹理将在修改要素窗格中加载。
现在，纹理与建筑物的正面对齐并更贴合。
接下来，您要在建筑物的两侧添加纹理。 左侧（带有分割通道）有一扇门，而另一侧没有。
完成立面两侧后，接下来在老植物楼的坡顶表面上重复纹理化过程。
屋顶的前后两侧具有独特的屋顶窗要素，屋顶窗需要定位在特定位置，因此单个纹理图像优于重复纹理。
然而，屋顶两侧的木瓦排列较为均匀，因此可以使用单一重复的平铺纹理图像。 此平铺图像是从前屋顶纹理的一小部分裁剪出来的。
图像纹理为普通住宅外观的 3D 形态增加了特定的外观和质感，将其复刻为具有辨识度的老植物楼。
您还可以添加其他建筑细节，例如为屋顶窗添加窗户、为楼梯提供 3D 体积以及将门窗嵌入墙壁。 如果您想进一步扩展练习，则可以尝试这些附加元素。
在本教程中，您学习了如何创建逼真的 3D 建筑，包括创建复杂的屋顶形态和纹理表面。 此过程可用于许多建筑物类型和形状，只需建筑物覆盖区、高度信息或激光雷达数据和纹理图像。
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