三維技術(shù)對地理信息的應用論文

　　１數據的組織

　　對于Ｓｋｙｌｉｎｅ軟件，其處理數據的主要對象是空間數據，而空間數據具有種類(lèi)繁多、數據量大、組成復雜等難操作點(diǎn)，針對這些，Ｓｋｙｌｉｎｅ采用了自身特有的方式來(lái)存儲數據［１２］。同時(shí)，因為在三維場(chǎng)景的建立過(guò)程中需要航空影像數據、數字高程模型數據和矢量數據，而這些數據不僅容量巨大而且組成結構復雜，因此需要建立空間數據庫對這些數據進(jìn)行科學(xué)有序的管理，為后期平臺運行提供巨大的支持。而平臺設計中采用的廣東省基礎地理信息數據庫［１１］，是采用最先進(jìn)的數據庫管理軟件和最合適的平臺支撐，采用統一的規范技術(shù)標準，能準確的銜接不同比例尺實(shí)體之間的邏輯聯(lián)系。

　　２三維場(chǎng)景數據的處理

　　三維場(chǎng)景在本系統中所起到的重要作用是毋庸置疑的。所以必須按照系統所要求的規格精確細致地建造三維模型。三維模型是各種人工或天然的地物在計算機三維空間中的虛擬表現。構建三維模型的目的在于可提供給使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)的感受，使用者在身臨其境的感覺(jué)中獲取空間的多種參數。虛擬環(huán)境的建立則是虛擬仿真技術(shù)的核心內容，除了滿(mǎn)足使用者的沉浸感，還需滿(mǎn)足系統的交互性和實(shí)時(shí)性。三維場(chǎng)景需要在多種數據的支持下構建，包括指定區域的遙感影像﹑數字高程模型﹑實(shí)地量測所得的地形圖﹑地物紋理數據等。三維場(chǎng)景是整個(gè)系統的核心，所有功能的實(shí)現都是圍繞著(zhù)它展開(kāi)的，它的成敗對于整個(gè)系統來(lái)說(shuō)有著(zhù)至關(guān)重要的作用。三維場(chǎng)景的質(zhì)量直接體現在漫游效果中，三維場(chǎng)景要做到盡可能的給使用者一個(gè)真實(shí)、客觀(guān)的場(chǎng)景重現，特別要注意在外形和質(zhì)感方面盡量細致。

　　３平臺的設計與實(shí)現

　　數據是ＧＩＳ的必不可少的組成部分，而三維地理信息平臺和二維地理信息平臺相比，最大的特點(diǎn)是具有更好的直觀(guān)性，所采用的數據更加復雜龐大。

　�。常�１平臺數據設計

　　三維地理信息平臺除卻必須調用到的矢量數據意外，還需要可以任意角度觀(guān)察的三維景觀(guān)，三維景觀(guān)的設計流暢框架如圖１所示。三維景觀(guān)的構建需要用到數字高程模型和高分辨率遙感影像來(lái)表現，而城市建筑物還必須用到三維建筑模型疊加在三維地表上來(lái)進(jìn)行表示。同時(shí)，對應的矢量數據，甚至包括地名數據、興趣點(diǎn)數據等也必須用來(lái)對三維場(chǎng)景進(jìn)行配置，這樣才能使得三維地理信息平臺具備定位和瀏覽功能。平臺的主要集成數據有：（１）地形景觀(guān)數據。廣東省國土資源廳在本次設計中提供了覆蓋全廣東省范圍的５米格網(wǎng)間距的ＤＥＭ（數字高程模型）數據，數據量約為６０ＧＢ；同時(shí)，還提供了約８００ＧＢ覆蓋全廣東省范圍的ＤＯＭ（數字正射影像圖）。（２）三維城市模型數據。目前，廣東省國土資源技術(shù)中心的城市三維模型數據覆蓋了清遠、汕頭、梅州等１０個(gè)市城區約１２０平方公里左右，建筑物模型有１０００００多棟，模型文件大小總數據量超過(guò)１００ＧＢ。后期，其他城市的模型也將會(huì )被陸續補充。（３）矢量專(zhuān)題數據。在三維景觀(guān)中，可以利用矢量專(zhuān)題數據在三維地表進(jìn)行疊加，進(jìn)行空間展示和分析。（４）地名地址及ＰＯＩ數據。廣東省國土資源廳根據國家標準，制定了全廣東的地名地址數據庫相關(guān)標準規范文檔，并通過(guò)將采購的導航ＰＯＩ數據與全省地名數據進(jìn)行整理和融合后，建立了覆蓋全省的地名地址及ＰＯＩ數據庫。

　�。常�２三維地表的構建

　　在三維地理信息系統中，地形不僅僅起到一個(gè)場(chǎng)景顯示的作用，而且也是多項三維空間分析的基礎，同時(shí)也是建立整個(gè)三維場(chǎng)景的基礎，因此地形的建立在本系統中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。所謂地形建模就是在要建立三維場(chǎng)景的指定地域，按照一定的建模算法，采集該區域的地形和航空影像數據，從而逼真地反映該區域內地形的起伏。本文中所建立三維地形的方法是利用Ｓｋｙ－ｌｉｎｅ組件對前期采集并處理過(guò)的數據進(jìn)行處理并最終生成具有真實(shí)感的廣東省三維地形場(chǎng)景。其中主要采了Ｓｋｙｌｉｎｅ軟件中的ＴｅｒｒａＢｕｉｌｄｅｒ和ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ組件，ＴｅｒｒａＢｕｉｌｄｅｒ可以通過(guò)疊加航片、衛星影像、數字高程模型以及各種矢量地理數據為用戶(hù)創(chuàng )建一個(gè)現實(shí)影像的、帶地理參考的、精確的三維數據場(chǎng)景，并將其生成的三維數據場(chǎng)景提供給編輯工具ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ，在ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ中添加各種地物信息，通過(guò)ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ將影像、高程模型、矢量數據、三維模型等數據有機地組合在一起，最終生成三維地理信息場(chǎng)景的工程文件。

　�。常�３三維模型的構建

　　本文的三維平臺設計中所建立的三維模型采用了３ＤＳＭＡＸ軟件，３ＤＳＭＡＸ是Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司開(kāi)發(fā)的基于ＰＣ系統的三維動(dòng)畫(huà)渲染和制作軟件，具有非常強大的３Ｄ處理功能。其中所建立的三維地物模型結構非常細致、紋理條路清晰、完全可以精確的描述地物的形狀狀態(tài)。其處理步驟如下：（１）對前期采集的實(shí)景影像圖進(jìn)行紋理處理，以保證后期順利導入３ＤＳＭＡＸ；（２）把ＣＡＤ底圖導入３ＤＳＭＡＸ中，建立起地物模型；（３）把紋理處理過(guò)后的影像全面準確的映射至３ＤＳＭＡＸ建立的地物三維模型；（４）最后把建立好的模型導出，方便在其后在ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒ上為三維地表添加地物模型。

　�。常�４三維場(chǎng)景的構建

　　平臺中使用ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ進(jìn)行三維場(chǎng)景的構造，其步驟如下：（１）把ＴｅｒｒａＢｕｉｌｄｅｒ所導出的三維地表數據通過(guò)ＴｅｒｒａＧａｔｅ發(fā)布為服務(wù)。然后在ＴｅｒｒａＥｘ－ｐｌｏｒｅｒＰｒｏ中連接該地形服務(wù)；（２）將需要疊加的圖層用ＡｒｃｇｉｓＳｅｒｖｅｒ發(fā)布為標準的ＯＧＣ－ＷＦＳ服務(wù)，然后根據系統需要使用的圖層在ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ中為場(chǎng)景添加二維矢量數據，并進(jìn)行相應屬性配置；（３）把３ＤＳＭＡＸ模型數據利用ＴｅｒｒａＥｘ－ｐｌｏｒｅｒＰｒｏ批量轉換為ｓｋｙｌｉｎｅ的ｘｐｌ２格式，并發(fā)布為網(wǎng)絡(luò )地址。然后在ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ的三維地形場(chǎng)景中，添加模型定位點(diǎn)的ＷＦＳ服務(wù)，并在對應的屬性就行配置，以便在顯示中加載對應的模型文件；（４）對最終形成的三維場(chǎng)景數據保存為ＦＬＹ格式工程文件。本文來(lái)自于《北京測繪》雜志。北京測繪雜志簡(jiǎn)介詳見(jiàn)

　�。常�５三維平臺的發(fā)布

　　三維地理信息公共平臺因為數據量龐大，計算要求非常的高，所以最好配置高性能的服務(wù)器集群來(lái)進(jìn)行發(fā)布。服務(wù)器需要安裝ＳｋｙｌｉｎｅＴｅｒ－ｒａＧａｔｅ組件以及ＡｒｃＧｉｓＳｅｒｖｅｒ軟件，以及Ｍｉ－ｃｒｏｓｏｆｔ的ＩＩＳ服務(wù)（ＩｎｔｅｒｎｅｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｒｖ－ｉｃｅ，本文所用的是ＩＩＳ７）。通過(guò)ＩＩＳ，ＦＬＹ格式三維場(chǎng)景文件可以發(fā)布在網(wǎng)絡(luò )中對應ＷＥＢ地址中，而使用者可以通過(guò)在ＰＣ安裝Ｓｋｙｌｉｎｅ的客戶(hù)端在Ｗｉｎｄｏｗｓ的ＩＥ中進(jìn)行瀏覽（如圖２）。

　　４結束語(yǔ)

　　本文通過(guò)把基于Ｓｋｙｌｉｎｅ的三維技術(shù)應用于廣東省信息地理公共平臺建設中，清楚地展示了三維平臺的所用的關(guān)鍵技術(shù)，包括：數據設計，三維地表設計，三維模型設計等。三維信息服務(wù)的集成也導致了地理信息的使用門(mén)檻的降低，開(kāi)創(chuàng )了廣東省地理信息服務(wù)的新模式。

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