基于ArcEngine与Skyline的二_省略_与应用_以昆明三维城市规划辅助
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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。
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)。
二维GIS系统自从上世纪90年代迅猛发展以来,经过众多学者、软件开发者、用户的多方面实践,GIS应用深入城建、土地、测绘、规划、林业、电力、燃气、公安等各行各业,并得到了广泛的应用。
二维GIS的代表ArcGIS以其强大的编辑、制图、空间分析功能,但可视化不强。
因此,三维地理信息系统平台的代表Skyline出现,加速了三维智慧城市的发展。
然而三维平台侧重可视化和三维分析功能,其二维分析功能和编辑功能较弱。
为了解决ArcMap不直观及Sky-line编辑和分析功能弱的矛盾,二三维一体化联动系统便是发展的方向。
1 ArcMap与Skyline简介1.1ArcMap 简介ArcGis是可伸缩的,全面的GIS平台,ArcGIS Desktop是一个完整的专业的应用套件,ArcMap是ArcGIS Desktop三个用户桌面组件之一,是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的核心模块。
1.2Skyline简介Skyline是一套优秀的三维地理信息系统平台软件,可以利用海量的测影像数据、数字高程数据,以及其他二、三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维场景。
Sky-line包含三类产品:Terra Builder,用于创建三维地形数据mpt;Terra ExplorerPro,用于创建、编辑、发布三维场景,提供丰富的二次开发接口;Terra Gate是能够实时流畅传输三维地理数据的功能强大的网络数据服务软件。
2 系统主要设计2.1系统主要功能通过Visual 开发,建立一个能使ArcMap和Skyline交互平台,实时将ArcMap和Skyline获取显示窗口坐标信息双向传递,实现二三维联动显示。
2.2系统运行环境系统使用ArcMap和Skyline平台的功能,可以认为是一个中间件。
因此,需要ArcMap10.0或其他版本和Skyline Explorer Pro6.5.1版本支持。
3 系统主要功能实现3.1系统主要代码ArcMap和Skyline的二三维联动实现,主要代码说明如下:(1)主要变量声明获取ArcMap和Sky-line运行平台。
基于Skyline的三维城市规划信息系统的设计与实现三维城市规划信息系统可提供城市立体直观的表现形式,可为规划相关人员进行规划决策提供技术支持,提高规划管理水平和工作效率。
Skyline 软件体系下的TerraExplorer Pro在三维显示、浏览及开发等方面具有明显优势。
文章以该软件为平台,以本校区为例,设计和开发了基本满足辅助城市规划需求的三维城市规划信息系统,能够为城市规划决策者进行决策提供一定的技术支持。
标签:城市规划;Skyline;三维地理信息系统;TerraExplorer Pro1 概述随着3DGIS技术的不断进步,以及城市规划要求的不断提高,二维GIS技术支撑下所建立的城市空间信息管理体系向三维的转变成为必然趋势。
目前城市规划3DGIS的研究取得了一定的研究成果。
尹长林,许文强提出了针对地形和建筑物可视性分析的数学几何模型[1]。
祁信舒,赵祺提出三维城市规划管理系统的功能设计及实现方案,为城市规划设计向信息化方向推进提供技术支撑[2]。
李扬等从数据建设和系统建设两个层面,探讨了建设面向城市规划的GIS[3]。
曾忠平总结了三维GIS城市规划信息系统的应用层次和特征[4]。
冯琰从模型数据、要素类别和精细程度三个方面分析了三维城市模型(3DCM)的数据内容[5]。
Skyline软件自2004年进入我国市场,以其在三维GIS领域的出色表现迅速得到国内大范围的研究和应用。
Skyline的研究主要包括三维建模、三维数据建库、三维数据发布、行业3DGIS构建和应用等方面。
李志伟基于Skyline与ArcGIS Server开发了上海市土地资源可视化系统,该系统弥补了二维GIS抽象性的同时兼具二维GIS的空间分析功能[6]。
李佼研究构建了崇明岛生态建设三维GIS平台,为管理人员提供基于三维场景共享的异地协同决策支持[7]。
卢闯、常德海、王钰分别就Skyline在农业资源[8]、虚拟校园[9]、油田地面[10]三维可视化等方面的应用及其中进行了研究。
基于Skyline二三维一体可视化系统的探讨作者:彭冰王立平来源:《珠江水运》2016年第05期摘要:以广州海事测绘中心现有航道海事测绘数据为基础,以Skyline作为软件开发平台,以3Dmax作为三维建模软件,对水上水下地形地貌及海事附属设施进行真实建模,构建基于二三维GIS、可量测实景展示系统,实现该航段的海事测绘成果数据的浏览、查询、发布等功能。
该系统探索三维实景展示的技术方法,将大大拓展了海事测绘数据的表现力,使用户更加方便直观从系统中获取海事测绘信息,很大程度提升海事测绘的技术和服务水平。
关键词:Skyline 三维可视化三维建模数据分析随着技术的发展,采用各种新技术实现二三维地理信息一体化平台展示应用,成为信息化建设的一个方向。
为了探索“数字海事”的空间表达从二维提升到三维,并进一步延伸到视觉,从而为海事建设管理提供三维可视、真实可靠的地理信息环境作为辅助决策支持的技术方法,同时配合海事管理的需要和宣传展示,本文选择清远飞来峡水域作为系统的研究区域,以海事测绘的CAD数据为基础建立了二三维一体可视化系统,通过构建三维场景,以skyline viewer 浏览,可展示水面水底一体化地形地貌模型、相关海事设施、标志性建筑三维模型等,提供直观立体的航行前方水下三维立体景观,能对水域进行查询定位、统计分析等,为粤北地区水路运输带来现代化的管理手段及安全保障服务。
1.技术路线(1)数据采集与数据预处理数据采集是指基础测绘信息数据的采集、现场影像拍摄。
数据预处理包括:从海图数据提取高程信息制作DEM。
(2)三维建模基于遥感影像图(DOM)、数字高程模型(DEM),通过三维仿真平台DEM、DOM入库工具,实时生成地形地貌三维模型,建立地理空间参考。
基于点云、现场影像、卫片,通过3DMAX建模工具,建立海事设施、沿线标志性建筑三维模型。
(3)三维场景搭建应用max插件把三维模型转换为skyline可以支持的格式,应用skyline TerraExplorer Pro 叠加到地形地貌模型上搭建三维场景。
基于Skyline的城市规划虚拟景观建设方法探讨与应用王海鹰,张新长<中山大学地理科学与规划学院,中国广州,510275)摘要:随着“数字地球”理论与技术的不断发展,利用3DGIS技术辅助城市规划已经成为行业发展的新趋势。
提出了一种快捷、有效的城市规划虚拟景观建设路线方法,基于Skyline组件开发了虚拟规划仿真系统,利用该系统对城市规划虚拟景观的应用进行了深入研究,为城市规划提供了辅助决策手段。
关键词:Skyline,虚拟景观,城市规划,三维GISDiscuss and application about the method of virtual landscape construction for urban planningbased on SkylineWang Hai-ying, Zhang Xing-chang, Kang Ting-jun(Institute of Geography Science and Plan, SunYat-senUniversity, Guangzhou, China, 510275> Abstracts: With the Sustained improvement of the theory and technology about “Digital Earth”, it has become the inevitable trend of this industry that using the 3DGIS technology for assisted urban planning. A set of construction methods and technology flow about virtual landscape for urban planning based on the Skyline technology are proposed. Based on the TerraExplorer Developer COM technology, the virtual urban planning simulation system is developed to provide the decision-making means for the urban planning.Keywords:Skyline。
收稿日期:2010-07-14;修订日期:2010-08-23作者简介:李娟娟(1984-),女,陕西榆林人,硕士研究生,研究方向:三维G IS ,二维、三维G IS 的集成。
第28卷 第5期2010年10月江 西 科 学JI A NGX I SC I ENCEVo.l 28N o .5O c.t 2010文章编号:1001-3679(2010)05-0696-05基于A rc Engi ne 与Skyline 的二三维联动G IS 系统平台设计与应用以昆明三维城市规划辅助决策系统为例李娟娟1,施 昆1,邱飞廷2(1.昆明理工大学国土资源工程学院,云南 昆明650093;2.云南省煤炭地质勘查院,云南 昆明650218)摘要:二维G IS 技术成熟,分析功能非常强大,但比较抽象。
而三维G IS 却在可视化方面有着得天独厚的优势,但面临一些技术瓶颈。
为了避免重复建设,降低G IS 功能的性价比,有必要整合已有资源,将二三维G IS 结合,实现联动。
以昆明三维城市规划辅助决策系统为例,在V i sua l Stud i 环境下,用C#与A r cEng i ne 组件实现二维部分,二维的空间数据用A rc M ap 中的shp 文件来组织;三维部分通过建模软件M ulti g en Creator 建立场景,用OpenF light 结构来组织其层次。
A rcEng i ne 与Sky li ne 均提供COM 组件,C#采用智能指针来声明A rcEng i ne 接口和Sky li ne T erraExplorer P ro 提供的部分二次开发接口,通过坐标匹配和名称匹配编程实现二三维G IS 联动,二者优势互补,并在网络上发布,最大限度地实现G IS 功能,从而更好地为公众服务。
关键词:二维G IS ;三维G IS ;城市规划;联动中图分类号:P 208 文献标识码:AThe P l atfor m D esign and Applicati on of Interactive 2D and 3DG IS Syste m Based on A rc Engi ne and Skyli neTake Kun m ing 3D U rban P l a n A ssist ed D ec ision m aking Syste m for Exam pleLI Juan j u an 1,S H I Kun 1,Q I U Fei ti n g2(1.F acu lty of Land R esource Eng i neering ,K un m i ng U n i versity o f Sc i ence and T echnology ,Y unnan K un m ing 650093PRC;2.Y unnan Institute of C oal G eology Explorati on ,Y unnan K un m i ng 650218PR C)Abst ract :Tw o d i m ensi o na lG I S technology is m ature ,ver y powerful ana l y sis ,bu t rather abstrac.t I n v i s ua lizati o n ,the three d i m ensional G I S has a unique advantage ,but faced so m e techn ical bo ttle necks .To avo i d duplicati o n ,reduce cos,t need to i n teg rate ex isting resources ,w ill co mb i n e t w o-di m ensi o na l and t h ree d i m ensional GIS to ach i e ve li n kage .In t h is paper ,for an exa m p le ,the Kunm ing three di m ensional urban p lan assisted decisi o n m aking syste m had been bu ilt and t w o di m ensional and three d i m ensi o na l GIS li n kage had been achieved ,wh ich in V isual env iron m en,t using C #and A rcEng i n e co m ponents to ach ieve t w o di m ensional i m ages o f the shp file ,and to organize t w o di m ensi o na l spatia l data w ith A rc M ap ;to estab lish the three di m ensi o na l scenes t h rough m odeling so ft w are M ultigen C reator ,to organize the three di m ensional str ucture w ith OpenFlight lev e.l The CO M co m ponents that prov i d ed by Skyline and A rcEng i n e ,using C #to declare A rc Eng ine s m art pointer interface ,the secondary developm ent interface prov i d ed by the Sky line Terra Explorer Pro to conduct the coord i n ates m atched and na m e m atched by prog ra mm i n g 2 D G I S linkage .Thism ethod had the t w o co m p le m ent each other,and posted on the net w ork,to m ax i m ize G I S capabiliti e s to better serve the pub lic.K ey w ords:Two d i m ensi o na lG I S,Three di m ensionalG IS,U rban p lanning,I n teracti o n0 引言二维G I S始于20世纪60年代的机助制图,历经40余年,伴随着计算机软硬件、网络、测绘技术以及关系数据库的飞速发展,技术日臻完善,应用程度深入,已渗透到社会的各行各业中。
二维GIS在对地理信息的空间分析功能上有着无可比拟的优势,在数据采集、描述、显示、分析、存储、管理、应用等方面已相当成熟。
但是二维G I S是将三维的空间信息映射为二维的平面信息来描述多维的现实世界,高程信息的缺失使之很好地满足GIS发展的诸多需求;另外它还存在着自身难以克服的缺陷:基于抽象的符号系统,不能给人以自然界的本原[1]。
这种抽象的静止的表达方式,给人们认识空间信息带来了一定的困难。
很多时候,只有专业人士或经过培训的人员才能解读。
随着G I S研究的深入与应用领域的不断拓展,人们对世界的认识不仅仅局限在二维平面上,三维G I S应运而生。
三维G I S在可视化方面有着得天独厚的优势:它模仿人类从某点观察的视觉,直观的描述和再现客观世界,表达了更为丰富、具体、全面的信息,可认知性很强,在军事指挥、城市规划决策、地下管网、楼盘展示、交通、环境管理等方面深受欢迎。
尤其在三维GIS软件实现W eb 化后,其应用领域还将进一步延伸,对于普通公众生活中的社会价值也将更为凸显。
但是,由于三维GIS失去了二维G I S的分析特色,面临一些技术瓶颈:如三维空间数据获取的效率低下和高成本,海量数据存储、处理,网络传输、数据共享、空间分析功能薄弱等。
如何在现有条件下,采取有效的途径更好地利用空间信息和促进城市化的进程,这是目前GIS界面临的主要问题之一。
肖乐斌[1]等指出,当前三维G I S研发应以开发二维为主、三维为辅的混合型G I S为主要目标,不宜单纯开发三维GIS。
目前国内市面上的E都市、城市猎人、都市圈的二三维联动等主要集中于可视化层面,实现简单的查询、测距、标注等。
因此,本文采用A r c Engine与Sky li n e TerraSu ite(以下均简称Sky li n e)将二三维GIS结合,有机集成实现联动,达到二者在同一框架体系下的优势互补。
1 二三维联动G IS的实现平台与环境1.1 开发平台的选择A rcEng i n e是随A rc G I S9一起推出的一种新的面向开发者的产品,它包含了创建和部署用户GIS解决方案应用程序需要的所有内容,允许在各种编程接口中调用。
A rc Eng ine开发包不仅提供了A rc Objects集合包,也提供了开发控件和可视化的组件,用来创建高质量的地图界面,如M ap Con tro l、Page Layout、Too l b ar Con tro l。
A rc Eng ine 提供的三维组件有Scene Control和G l o be Con tro l。
G lobe Contro l设计用于大数据量的场景,可以进行数据缓存,从而提高显示效率和高速漫游的效果。
利用A rc Eng ine进行G I S应用开发完全脱离了A rc G I S桌面平台,提高了开发效率并方便了开发,从而为用户提供了一个低成本、特定的、高效的GIS应用开发工具[2]。
Sky li n e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G I S 数据集、层等创建的一个交互式环境。
它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。
此外,系统还能够快速和实时地展现给用户3D地理空间影像。
TerraSu ite是独立于硬件之外、多平台、多功能的一套软件系统。
Terra Bu ildeSuite允许用户快速创建编辑和获得Skyline三维地表数据集,Ter raExp l o rer为三维浏览与显示模块,Terra GateSu ite 是管理Sky li n e软件的服务器程序[3]。