镇江市三维可视化快速建模和浏览系统的研究和建设.docVIP

镇江市三维可视化快速建模与浏览系统的研究与建设 谢刚生( 摘 要：介绍了镇江市三维可视化快速建模与浏览系统的研究与建设项目的开发与过程，对同类项目具有一定的参考价值。 关键词：三维GIS 城市规划 镇江 一 项目概况 近年来，GIS应用日益广泛，地理信息产业得到了空前的发展。GIS要想得到更加广泛的应用，就必须实现从实用向易用的跨越，包括改善应用系统的交互性和现实场景的模拟性。所以，三维环境的建立，即基于GIS的城市三维可视化平台的建立大受欢迎。 镇江市地处江苏省西南部，长江下游南岸，是中国历史文化名城。近年来，镇江的经济建设得到了飞速的发展，城市规模空前扩大，这对城市规划提出了新的要求。2007年初，南方数码科技有限公司（以下简称南方数码）与镇江市勘察测绘研究院（以下简称镇江勘测院）签约共同开发基于GIS的镇江市三维可视化平台，并以此平台为基础完成三维建模与应用试验。经过一年多的共同努力，在南方数码三维GIS平台（EAVR）的基础上开发了适合镇江市需求的三维可视化快速建模与浏览系统，为满足城市规划的需要，针对性地开发了空间数据建库、属性编辑、三维建模、三维浏览、坐标转换、空间查询、统计分析、日照分析、水淹分析、容积率计算、规划方案对比等功能。并已建成覆盖镇江市308平方公里的虚拟城市，具有坐标、高程、房屋门牌号码、路灯信息、土地用地性质、住宅环境、绿地面积、地名信息、道路信息等内容的三维GIS数据库。该项目已于2008年7月通过了江苏省测绘局组织的鉴定和验收，并分别获得了2009年度中国测绘科技进步三等奖和江苏省测绘科技进步二等奖，项目成果已经在城市规划行业进行了初步应用。 二 项目建设目标与主要内容 项目的总体目标是：快速建立拥有数据管理、浏览及查询分析功能的城市三维建模系统，充分利用现有数据，集成各种现有成果，高保真地再现现实，为城市规划提供三维可视化平台和基于三维的辅助决策工具。具体包括以下主要内容： 1、系统开发。以南方数码的三维GIS平台（EAVR）为基础，开发适合镇江市需求的三维可视化快速建模与浏览系统。根据镇江市目前的数据现状和城市规划应用的需要，开发数据接口、定义数据结构、开发数据中间件，包括：三维可视化交互中间件、数据访问中间件、虚拟现实基础中间件。 2、建立三维数据库。利用镇江市目前现有的CAD、ArcGIS、MapInfo、DEM、DOM、RDBMS等数据进行数据转换，并辅之以外业调查、拍照和局部数据更新，建立覆盖镇江市308平方公里的三维GIS数据库，为系统应用提供数据基础。 3、城市规划的初步应用，根据项目目标，开发相关城市规划辅助设计工具，为基于三维GIS的城市规划进行初步试验。 其中，系统开发是本项目的技术关键，是项目的基础，建立三维数据库是项目重要内容，是项目的核心。 三 系统功能与特色 从技术实现角度看，三维仿真平台大体可以分为3种： 1、纯三维仿真——利用CAD技术，计算机辅助设计和图形图像技术相结合，生成外观和渲染效果逼真的三维仿真平台。 2、基于GIS的三维模块——是指在GIS数据基础上，简单进行三维建模，体现数据的空间关系。 3、组合式的三维仿真——主要是指在建模精度上达到纯三维仿真的精度，展现精细模型，同时结合GIS数据，进行数据管理和共享。 目前国内外进行三维可视化城市信息管理与服务的软件不多。国外软件多数以配合GIS（地理信息系统）应用为主，建模精密程度不足，国内软件追求精美的渲染效果，但是缺乏有价值的GIS应用，偏离了三维可视化城市信息管理与服务的最终目标。镇江市三维可视化快速建模与浏览系统是“组合式的三维仿真”，在数据方面可以满足城市信息管理的各种GIS需求，在建模精度方面兼容3D MAX等高端产品，同时满足GIS应用和三维仿真精度的要求。在三维可视化城市建模信息管理与服务方面独树一帜，具有独特的优势。 系统具有信息建库、属性编辑、三维建模、三维浏览、坐标转换、空间查询、空间统计、日照分析、水淹分析、规划方案对比等功能。系统的研究开发，立足于工业标准以及跨平台技术，拥有完全自主知识产权，不存在后期平台成本。在研发的过程中，对一些算法与数据结构进行了优化，大幅度提升了三维浏览的速度。对于已有的数字高程模型、数字正射影像、数字线画图等数据可以很快速的入库、自动建立模型信息，将图形属性信息和显示属性信息一体化存储于大型关系型空间数据库中，实现图形、图形属性和现实属性的统一存储，并在三维浏览系统中展示出来。软件设计上基于Windows、Linux、Unix、MacOS操作系统，采用面向对象的程序设计方法，广泛使用数据库技术和三维虚拟技术的工业标准，利用C/C++语言开发功能模块，形成界面友好、操作简便、功能完备、运行稳定、技术先进的三维可视化虚拟现实信息系统。 四 三维数据