三、STK三维场景数据获取与优化方法

3.1 三维地形建模数据的获取与优化 

在按照图2流程向STK中导入三维地形的过程中，会遇到各种问题，包括不同数据源的不同格式地形数据的格式转换、椭球类型和投影方式转换以及误差较大地形的数据修正等问题，主要利用Global Mapper辅以ENVI软件来处理。 目前应用较为广泛分辨率较高的地形数据主要有约90米分辨率的SRTM数据和约30米分辨率的ASTER GDEM数据。这两种数据的对比见表1。

这两种数据均发布了以WGS84为参考基准以Geographic WGS84为投影方式的格式为GeoTIFF的高程数据。该格式数据可通过Global Mapper将其转换为USGS DEM的.dem格式，再通过STK自带Image Converter软件便可转换成.pdtt格式。需要注意的是，ASTER GDEM数据在内陆河流湖泊区域的数据不够准确，误差较大，SRTM数据在雪山、海面及地形陡峭区域误差较大甚至没有数据，虽然在其第四版本中对部分区域进行了插值补修，但数据仍不够准确。对于上述问题，可根据需求，合理选择数据源尽量减少人为去修正数据，如果可获得的数据源在某一需求区域的高程值均存在较大误差，需要对其进行进一步修正后使用的，可尝试利用ENVI结合Global Mapper软件进行修正。图4为对某长江段水域的ASTER GDEM数据进行修正前后的比较图。 

对于其他格式的地形数据转换成.pdtt，需注意投影方式和参考椭球体的不同，如经常遇到的UTM投影和国家80参考椭球体，可利用Global Mapper进行转换。

3.2 地表纹理数据获取与优化 

目前较容易获取到的高分辨率纹理，除了STK自带的最高达到500m和1km分辨率的全球影像之外，局部地区高清影像更多的主要来自于Google Earth和Microsoft VirtualEarth中的影像，而国内外获取此类影像的小软件也较多，不仅可以在获取纹理的同时还可以获取该纹理中众多像素点对应的坐标值，便于进行纹理的矫正。

地表纹理的矫正对于提高纹理与所对应真实地理位置的精确匹配具有重要作用。该矫正主要是针对由于获取纹理方式方法的不同，导致纹理并不是完全以一个正规的投影来形成，需要将其矫正到某一投影之上。进行纹理矫正的前提是需要已知该纹理中多个像素点所对应的基于某投影的坐标值，条件具备之后，可利用Global Mapper软件进行纹理的矫正。由于STK的Image Converter对待转换纹理的投影要求必须为Geographic WGS84投影，所以如果待转换纹理的投影不为上述投影的，可以利用Global Mapper的重投影操作对其进行处理。图5为相同地理区域内纹理矫正前后的比较图。

3.3 三维实体模型获取与优化 

在针对不同武器装备的可视化仿真中，其场景中的三维实体模型也是有所不同的，而且也很难通过公开的渠道获取，因此，三维实体模型在实际应用中大部分是要通过利用模型制作软件进行制作获得，而其他通用模型则可以通过公开渠道去获得，之后都需进行模型的转换处理。

在利用2.3节中所述的各种模型制作和转换软件进行三维模型制作和格式转换的过程中需要重点关注六个方面。一要对整个模型的组件进行整合，把不需要活动的组件全部合并为一个组件，把需要活动的组件单独分开；二要将有活动关节组件的轴点（Pivot）调整到所要旋转的中心点位置，以保证组件以一个正确的中心点为旋转和移动的基点；三要对有活动关节的一组组件的嵌套隶属关系进行调整，主要针对组件当中需要进行协调配合才能完成某一预期动作的组件，比如卫星的太阳帆板，三到四块子帆板需要协调配合才能完成整个太阳帆板的展开动作；四要对模型的坐标轴进行旋转调整，对模型的中心点位置进行调整，以及对模型的大小按照实际大小进行调整；五要调整贴图图片的格式，STK6.0及以上版本只支持PPM、BMP、JPG、TIF和TGA的贴图格式；六要调整模型的贴图投影方式为UV投影方式，LightWave提供了多种贴图投影方式Planar（平面）、Cylindrical（柱面）、Spherical（球面）、Cubic（立方体）和UV，但是LwConvert转换软件只支持UV投影方式的转换，它是目前为止最为灵活的投影方式之一，它可以效仿其他所有的投影方式。图6为经过设计和转换处理后的各种三维模型。

3.4 GIS数据获取与优化

 GIS数据目前获取途径主要有三种来源：一是利用ArcGIS软件制作；二是利用互联网或STK自带的GIS库等来获取现成的shapefile文件，经加工处理后应用；三是可以直接在STK二维窗口手动添加，如在设定船迹（ship）航线或区域（area）范围时，都可以保存为shapefile文件来使用。 鉴于STK对GIS数据格式和载入形式的多样性支持，所以进行GIS数据的转换处理优化方法也就相应有所不同。具体分析如下。

 首先，针对利用STK的ArcGIS插件进行GIS数据载入的部分，前提是该微机必须同时正确安装了STK和ArcGIS两款软件，或者是没有安装STK软件，而是安装了利用STK X技术或4DX技术编制的自定义软件，且该软件使用了AGI STK ESRI Display *组件，这样也可以支持载入上述四种格式的GIS数据。目前STK的Globe Manager中还不能支持对这四种格式数据的修改，还必须通过ArcGIS软件来进行修改，然后再载入STK中来进行展示或任务分析。 

另外，针对Shapefile格式GIS数据的两种载入形式，处理方法也有所不同。对于第一种直接作为STK内部矢量地图之用的GIS数据，可以将包含.dbf、.shp和.shx格式文件的文件夹直接拷贝到STK默认存放矢量地图数据的路径之一中，如<ConfigDir>/CentralBodies/<central body name> /maps或<ScenDir>/CentralBodies/<central body name>/maps等路径，即可在以后运行STK软件中使用。图7为以内部矢量地图身份出现的精确到地级市边界的中国局部GIS数据对比图。

对于第二种与高分辨率地表纹理融合制作出含有GIS信息纹理数据的shapefile格式数据，需要利用Global Mapper软件进行处理。将先前处理好的地表纹理以及需要使用的shapefile格式数据分别载入到该软件之中，然后以该纹理为底图进行shapefile格式数据的编辑处理，最后输出生成一张含有GIS信息的纹理图。在处理过程中，需要首先考虑纹理与GIS数据的匹配问题，必须要让两者分别是基于同一种投影方式，最好都是基于Geographic WGS84投影之下。图8为制作的含有GIS信息的中国地区局部图。

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