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基于Skyline的三维空间数据网络发布

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第35卷第2期2010年3月测绘科学Science of Surveying and M app ingVol 135No 12M ar 1作者简介:李佼(19842),女,云南普洱人,硕士研究生,主要研究方向为三维GI S 应用与开发。

E 2mail:cookielee519@1631com 收稿日期:2008211228基金项目:国家高技术研究发展计划(863课题)资助(2007AA09Z423);上海市科学技术委员会重大科研计划项目(07DZ12037)基于Skyline 的三维空间数据网络发布李　佼,吴健平(华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室,上海　200062)【摘　要】三维场景中三维地形模型和建筑模型等结构复杂,纹理丰富,使得三维数据被称为“海量”数据库,给三维场景在I E 浏览器中的的快速加载与显示增加了难度。

本文在分析评价现今网络三维可视化方面使用较广泛的软件和技术模式的基础上,介绍Skyline 系列软件关于提高三维数据的传输效率的关键技术,并针对此问题进行设计实验,对软件的实用性的进行分析和评估。

【关键词】三维可视化;网络;海量数据;Skyline;流技术【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】100922307(2010)022*******1　引言随着传统GI S 向三维立体、互联网络交互方向的发展,网络环境下空间数据的三维可视化问题也越来越受到关注。

相对于二维数据,三维空间数据包括大量的地形、影像、三维城市模型及其纹理数据等,其网络发布成为目前该领域的研究热点之一,如Skyline 、Google Earth 、V irtual Earth 3D 、ESR I 的A rcScene 、GeoVR ML 以及以E 都市为代表的三维城市地图网站等。

Google Earth [1]是一个有代表性的网络三维浏览工具,提供全世界各地不同等级的卫星或地图影像数据,采用流(Strea m ing )技术透过I nternet 传送,供用户进行在线浏览,这对于一般的使用者而言,不失为一个理想的资源平台,它支持用户上传自定义的三维地标、房屋模型、影像等数据。

同时它也提供W eb 界面的AP I 供网页设计者做进一步的应用,但由于其大范围的空间数据资源都是由Google 公司提供,用户根据实际应用需求添加的空间数据要达到网络共享需借助Google 公司的服务器进行,因此在行业应用中不能提供有效的服务。

V irtual Earth 3D 是微软公司基于M icr os oft L ive 搜索引擎的一项个性化地图服务,它从空间的角度给出了二维、三维两种演示形式,从地图载体的角度分为常规地图、卫星航拍地图、前两者混合模式三种;用户只要在浏览器里进入W indows L ive M ap s 之后,切换到3D 检视就能够使用,目前已经有美国本土的十几个大中城市能够看到3D 的建筑物,此类3D 资源以及正式多语言的版本仍在进一步补充。

A rcGI S 软件中的A rcScene [2]提供了一般的三维数据浏览平台,但由于A rcScene 会将所有数据读入场景中完全显示,因此会占用大量显存,物理内存和虚拟内存故影响了其显示速度。

GeoVR ML 是美国斯坦福研究所(SR I I nte ma 1Ti onal )开发的三维可视化插件,它可以和I E 、NetScape 等浏览器无缝地结合在一起运行。

它以VR ML 为基础来描述地理空间数据,用户可以通过一个在W eb 浏览器上安装的标准VR ML 插件来浏览地理参考数据、地图和三维地形模型。

它是一种相对专业的三维可视化工具,在数据精度、模型的组织和管理等方面完全可以满足GI S 数据发布的需要。

美中不足是随着新节点的引入和坐标精度的提高,仍存在生成文件较大,网络传输的速度稍慢的问题[3,4]。

Skyline 的出现给网络三维可视化提供了新的技术平台。

它能建立三维地理信息数据库,用户可以通过本地安装一个免费的TerraExp l orer,就可以通过I nternet 浏览三维地形数据、二维地理信息和三维模型等。

它为在网络环境下实现三维景观提供了一个良好的数据规范平台,大大促进网络三维GI S 的在各行业领域的应用。

Skyline 系列软件是基于GI S 、RS 、GPS 和虚拟现实技术的三维可视化地理信息系统。

它由TerraBuilder,TerraEx 2p l orer,TerraGate,Strea m ing Feature Server (以下简称SFS )等主要产品组成。

Terra Builder 按照精确的三维地理信息模型将大量的影像,高程和矢量数据集中在一起并建立三维地理信息数据库;TerraGate 是用于实时流畅传输三维地理数据进行I nternet 发布的服务器端软件。

TerraExp l orer 又可分为TerraExp l orer 、TerraExp l orer Pr o 以及Terra Devel oper,其中TerraExp l orer Pr o 允许用户经由编辑,注记及分析资料,创建自己的3D 可视化展示环境;TerraExp l orer 可允许用户免费浏览TerraExp l orer Pr o 所开发的专用功能并执行Terra 2Exp l orer 所提供的基本功能;Terra Devel oper 则TerraExp l orer Pr o 的二次开发包,用户可利用它定制自己的应用程序。

SFS 可以通过网络以流的方式实现高效的从O racle 空间数据库,A rcS DE,S QL 等中读取矢量数据[5]本文在分析评价现在网络三维可视化方面应用较多的技术和软件的应用模式的基础上,详细介绍基于Skyline 进行三维空间数据网络发布的流程和关键技术,并针对三维数据存储、传输的效率设计实验进行分析,从而对基于Skyline 进行三维空间数据网络发布方式作出评价。

2　基于Skyli n e 的三维空间数据网络发布方法211　三维空间数据准备一般地,三维空间存在三维地形、三维模型(包括城市典型建筑、自然景观模型等)、二维专题信息等数据类型。

对三维空间的描述即对地形、地物等进行三维建模的过程。

三维地形建模可使用TerraBuilder 软件,将遥感影像数据与DE M 数据进行裁剪和融合,创建三维地形数据库,生成31mp t 格式的文件;地物包括城市建筑、自然景观模型等,其中典型建筑物和景观,结构复杂、细节丰富,其三维表达一般使用专业的三维建模工具,如3D MAX,M ulti 2gen Creat or 等建立,结构较简单或样式统一的群体建筑,则测绘科学 第35卷可进行批量建模;Skyline 支持将二维信息添加到三维空间中,与三维数据融合,丰富对三维空间描述。

212　三维空间数据发布不同的空间数据类型,其发布的方式也不相同:1)三维地形数据三维地形数据是三维空间数据的基础,其数据量通常是海量级的,在网络环境下,三维地形数据的显示是三维空间数据网络可视化的重要环节。

TerraGate 是将三维地形数据进行I nternet 发布的服务器端软件,对三维地形数据以流数据形式传输,从而使用户可以高速访问海量地形数据。

2)三维模型数据三维模型数据同样具有“海量”的特性,模型数据的存储和传输技术是当前研究的重点和难点。

TerraExp l orer Pr o 具有将海量的对象数据(如三维模型、文本标签等)存为shapefile 的功能,其原理是将对象抽象为点,将其坐标保存在Shapefile 文件中,当在TerraExp l orer Pr o 中加载Shapefile 文件时,以点的类型(TE _TYPE )和名称(TE _F NAME )与对象(此处为三维模型)进行关联,从而使数据以流模式(Stream ing )进行加载,提高了效率。

基于Skyline 对三维模型数据的发布可借助TerraExp l or 2er Pr o 将三维模型组位置信息记录在shapefile 中,再将shapefile 通过SFS 发布。

213　创建三维工程三维工程(31fly )在TerraExp l orer Pr o 创建,通过Terra 2Exp l orer Pr o 将三维地形数据、三维模型、二维信息等整合起来形成三维虚拟的场景。

同时,也可以根据需求,添加一些定位标签(l ocati on )以及创建路径(r oute )对三维虚拟场景进行全方位的展示。

供网络访问的三维工程中的数据一般应具有网络地址,即212中所述:通过TerraGate 发布的三维地形数据、通过SFS 发布的shapefile 格式的三维模型数据、二维信息等。

214　网页设计TerraExp l orer Pr o 提供一系列C OM 接口,这些接口都能通过脚本语言(如Javascri p t 、VBScri p t )等调用,开发人员在使用TerraExp l orer 的TE3DW indow 控件设计网页来进行三维显示的同时,还可通过接口调用,在实现基本功能(如显示控制、空间量算)的基础上加入高级分析功能,以适应各个不同行业的需求。

在进行网页设计时,可根据需求选择不同的网页设计工具,如记事本、D rea mweaver 、A s p 1Net 等进行界面的美化和功能定制。

三维工程(31fly )通过II S 发布,用户在安装TerraEx 2p l orer 浏览器后,即可在所提供的网页中对工程进行访问,实现网络三维浏览。

当然,用户也可通过TerraExp l orer 浏览器直接对三维工程远程访问。

3　关键技术311　流(Stream i n g)技术传统的场景加载方式在场景运行之初便将所有的数据统统加载进来,这导致了不必要的资源浪费,使得场景加图1　基于Skyli n e 的网络三维可视化应用模式载时间过长。

Skyli n e 利用St r ea m ing 的加载方式有效地解决了这一问题。

Strea m 即流,是根据请求而发送的数据块,Strea m 2ing 即流机制,是将完整的数据划分为若干个数据块,用户通过向系统发布请求的方式得到所需数据块的过程[6]。

与传统的场景加载机制不同,该机制在加载模型时按所见区域来对模型进行实时加载,也即是仅加载所见范围内的数据。

这一即用即取的特点改善了传统的显示模式的缺憾,节省了不必要的系统资源消耗,从而大大提高了场景的运行效率。

同时,该机制的使用还使多分辨率遥感地形图的加载显示成为现实。

目前Strea m ing 已经被广泛应用于各种媒体传输当中,其中较为熟悉的有PPStrea m 网络播放平台等。

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基于Skyline的城市三维地理信息系统的设计

基于Skyline的城市三维地理信息系统的设计

基于Skyline的城市三维地理信息系统的设计发表时间：2018-06-25T14:58:11.993Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：梁飞龙[导读] 摘要：我国大部分地区的城市化水平越来越高，由此提出了对城市规划与建设的更高的要求，对城市进行科学的规划需要借助先进的信息技术手段。

广州市城市规划勘测设计研究院广东广州 510060摘要：我国大部分地区的城市化水平越来越高，由此提出了对城市规划与建设的更高的要求，对城市进行科学的规划需要借助先进的信息技术手段。

当前在城市规划与建设过程中应用的主要技术为3DGIS（三维地理信息系统）技术，在设计过程中新型的设计软件为Skyline。

本文对3DGIS技术和Skyline软件进行基本介绍，并对基于Skyline的城市三维地理信息系统的开发与应用进行深入的探讨。

关键词：Skyline；城市三维地理信息系统设计引言在信息社会背景下，3DGIS技术作为一种关键的地理信息系统技术逐渐得到广泛的关注与应用，尤其是在城市管网规划和建设过程中，3DGIS及Skyline软件能够发挥强大的作用。

将3DGIS与Skyline应用到城市规划与建设之中，需要城市规划建设人员增强对该技术的认识和掌握程度。

1 3DGIS 与Skyline1.1 3DGIS（地理信息系统）GIS的英文全称是Geographic Information System，在前面加上3D则强调是一种三维化的地理信息系统呈现模式。

3DGIS的运行需要计算机软件和相关技术的支持，以实现3DGIS的数据收集、存储和处理功能，同时能够将工程实际施工情况进行三维空间模拟，提高城市规划建设的可视程度。

1.2 SkylineSkyline本身是美国一个公司的名称，该公司开发出了Skyline Globe软件，使得3DGIS的运行平台得到进一步优化，中国代理Skyline Globe软件产品的公司是北京东方道迩信息技术股份有限公司。

三维模型数据规范_Skyline

三维模型数据规范_Skyline

盘符:\ZH01\ZH01JZ\ZH01F_1201100027\max\。
1.1.2 外业数据采集
在制作镇海三维模型之前，需要采集建筑物、厂区、设备和地面的实际影像。常用的方 法是使用数码相机到实地进行拍摄。对采集的纹理数据进行处理应符合下列要求：
1.1.2.1 拍照工具：数码相机。拍摄的照片能够反映建筑物全貌。
错误
正确
⑥ 贴图如有眩光的必须对眩光进行效果处理。
效果处理前
效果处理后
⑦ 贴图无缝处理
凡是二方连续,四方连续贴图都需要对贴图进行无缝处理,二方连续贴图根据 UV 方向做 水平或垂直处理,四方连续贴图则需要对水平垂直四个方向做无缝衔接处理。通过位移贴图 来检查是否存在接缝。
方
未处理接缝
完成处理
向
水
平/U
黑面出现原因：
1.1.3.3 贴图材质的制作要求
① 纹理的要求 纹理图像的模式采用 RGB 颜色。 ② 材质规格为 2 的 n 次方，纹理尺寸规格为 4x4 至 2048x2048，推荐尺寸 512x512. 区域内不同建筑立面用到相同或类似纹理贴图时，尽量公用贴图。不可出现同图不同名 或同名不同图的贴图。
垂 直/V
四 方 /UV
⑧ 遮挡严重，模糊，透视较大的招牌与 LOGO 需重新绘制，与原型相符，有真实感。
原始照片
绘制贴图
1.1.3.5 模型贴图
① 解决模型在 Max 里的精度:场景中新建一个 box 转为 poly，用 box attach 基础模型
② 焊接所有的点,注意焊点的参数为 0.001。 ③ Diffuse 通道不得有空材质球。 ④ 环境光设为 0，贴图自发光设为 0
1.1.1.1 模型类别
根据不同三维模型类别，可将模型分为建筑模型、地面模型、石油管道模型、变电所模 型（示例名称，请按专业参照来划分模型类别）等类型，并对该类型模型进行编号。JZ、 DX、GD、BDS。
基于Skyline的网络三维GIS建设及应用研究

基于Skyline的网络三维GIS建设及应用研究

网络出版时间：2011-4-28 17:42网络出版地址：/kcms/detail/11.4415.p.20110428.1742.084.html基于Skyline的网络三维GIS建设及应用研究陶 刚①②，池天河②，郑桂香①②（①中国科学院研究生院，北京100049；②中国科学院遥感应用研究所，北京100101）【摘 要】本文简要介绍当前网络三维GIS的研究进展。

设计具有数据层、发布层和应用层的三层网络三维GIS框架，进一步阐述基于Skyline软件体系实现该框架的技术路线，并详细说明建设的具体步骤：数据采集、数据处理、系统开发和发布与部署。

并且针对实际建设过程，从三维建模、模型显示、数据加载和缓存设置四个方面提出相应的优化措施。

【关键词】三维地理信息系统；三维可视化；网络地理信息系统；Skyline【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307（2011）06- -Web 3D-GIS construction and application based on SkylineAbstract: This paper introduced current researches on Web 3D-GIS in brief. After that, the paper designed a three-tier architecture for Web 3D-GIS, which includes data tier, publishing tier and applicationtier. According to it, the technical route based on Skyline software was elaborated. Moreover，the papershowed the specific construction steps that are data acquisition, data processing, system development andrelease & deployment. Then, some measures to optimize actual construction process in terms of 3D modelbuilding, model displaying, data loading and cache setting were provided. At last, a lot of disadvantages asdeficient expansibility, huge difficulty of data update and nonsupport for spatial analysis were pointed outby analyzing the practical application case. The paper claimed that the development direction and trend ofWeb 3D-GIS could be to apply the standard of HTML 5 and 3D structure feature, which would promote theprogress of 2D & 3D integration.Key word: 3D-GIS; 3D visualization; WebGIS; SkylineTAO Gang①②, CHI Tian-he②, ZHENG Gui-xiang①②(①G r aduat e U ni ver si t y of C hi nese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; ②Institute of Remote Sensing Applications, Chinese Academy ofSciences, Beijing 100101, China)1 引言地理空间信息区别于其他类型信息的最显著标志是其具有地域性（territorial）、动态变化特性（dynamic changes）和多维结构特性（multidimensional structure）。

三维地理信息系统软件平台-Skyline软件

三维地理信息系统软件平台-Skyline软件

Skylinesoft公司的TerraSuite － 3D World Gateway基于网络的三维空间数据交互式可视化解决方案北京时空信步科技有限公司Skyline TerraSuite软件是利用航空影像、卫星数据、数字高程模型和其它的2D或3D信息源，包括GIS数据集层等创建的一个交互式环境。

它能够允许用户快速的融合数据、更新数据库，并且有效地支持大型数据库和实时信息流通讯技术，此系统还能够快速和实时地展现给用户3D地理空间影像。

1.作业流程本地作业流程：网络作业流程：2.软件介绍2.1TerraExplorer ProTerraExplorer Pro支持以客户自己的影像数据构建数字化世界。

它实现对TerraBuilder创建的地理配准三维模型的编辑和注记，用户可将地形地貌经验内容充实到模型中，以增加本地地貌特征内容。

在3D地球模型上叠加本地地貌信息，创建交互式应用系统，以区域的独特视角展现区域地貌特征、视域、地物间关系等。

TerraExplorer Pro系列所有产品采用完全相同的技术，TerraExplorer Viewer提供的三维视窗操作功能，TerraExplorer Pro GIS Edition增加了编辑、分析和控制工具，TerraDeveloper增加了用户界面客户化定制、以及访问TerraExplorer Run time Pro的功能。

TerraExplorer Pro系列产品包含丰富的工具集和扩展组件。

所有利用TerraExplorer API开发的工具都可以在TerraExplorer Pro、TerraExplorer Run Time Pro环境中运行，有专门许可的情况下可以在TerraExplorer Viewer中运行。

TerraExplorer Pro包含TerraExplorer Viewer中所有的实时3D地形可视化功能，同时包括编辑和注记由TereaBuilder产品创建的地形模型的工具。