安徽3D-GIS开发_三维渲染技术

基于三维GIS技术的动态LOD渲染方法的实验及验证

针对透视投影下现有矢量地图动态LOD渲染方法存在的不足，本文从渲染的客观需求出发使用梯形格网统一了简化与剖分的过程，并研究了透视投影下梯形格网的简化算法。之后，分析了地图简化的影响因素，最终，针对GPU的渲染流程提出了一种基于三维GIS梯形格网的矢量地图动态LOD渲染方法。在此基础上，设计可视化平台的渲染引擎以实现地图渲染，并设计典型的实验案例验证本文方法的可行性与适用性。

1. 可视化平台的框架结构

本文设计的可视化平台主要包括地图组织模块、地图操作模块和渲染执行模块三大子模块。以地理数据、符号库和样式数据确定地图渲染样式。地图数据以图层样式和地理数据进行组织，针对矢量地图的渲染需求设计地图渲染模块，同时添加地图操作模块用以支持用户操作。可视化平台的框架结构

（1）地图组织模块

地图组织模块用以对可视化平台进行全局组织，包含图层类、数据源类、渲染类和地图类。数据源类包含顶点几何数据和顶点索引数据，在数据源类进行构建梯形格网并添加空间索引，用户操作时，依据地图区域检索相应数据，交给渲染模块进行渲染。图层类包含图层ID、图层可见比例范围、图层颜色、图层透明度等相关属性，每一个图层类对应一个渲染模块中的图层渲染类，针对图层属性设置着色器程序完成对地图的渲染。

（2）地图操作模块

地图操作模块用以实现用户对地图的基本操作。地图操作模块提供了诸多接口包含获取地图数据，设置地图属性如:俯仰角度、旋转角度、地图级别、地图中心点等;通过地图操作模块用户可以进行诸如平移、旋转、缩放、俯仰等地图操作。

（3）渲染执行模块

渲染执行模块用以执行地图的渲染，在渲染执行模块完成顶点数据的组织与传输，显存中EBO数据的更新，地图符号化渲染等操作。渲染执行模块采用OpenGL 3.0接口，实现了对梯形格网线，面的纯色填充。首先，通过仿射矩阵实现了地理坐标到屏幕坐标的仿射变换，针对图层类设计相应图层渲染类，针对图层样式设计相应的着色器程序完成地图绘制。

“新基建”时代，三维GIS应用将进入爆发期 

近期，“新基建”无疑是社会各界讨论最多的一个话题。当前，从中央到地方都在积极出台各项新基建政策，相关建设也在不断加速，多个省市已经发布首批新基建项目清单。

在这些建设需求中，往往都会涉及各种大型建筑的规划、设计、施工以及管理，比如：产业示范基地、智慧园区、数据中心等。以三维数字技术为基础的BIM建筑信息模型，可以对建设工程及设施的测绘、勘察、设计、成果交付、施工、运营维护、拆除和改建等全生命期进行三维、数字化的共享和传递。因此，近年来被广泛应用于各种建筑工程的集成管理。

同时，为了形成应用闭环，BIM需要GIS技术的支持，来实现对宏观情况的全盘掌握、统筹安排。

随着5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等新技术应用的开发与普及，势必将带动市场方面对科技产业需求的演变升级。其中，三维数据来源不同、难以兼容、规模太大、细节缺失及展示困难等，一度成为制约GIS平台三维应用进入爆发期的瓶颈所在。

ArcGIS早在2015年就开始支持I3S标准。之后，每一个新版本的发布，都在三维能力上进行了大踏步的革新和加强。最新发布的ArcGIS 10.8，对用户各个三维应用场景进行了进一步地理赋能。更多关于ArcGIS 10.8的介绍请点击：前方剧透！ArcGIS 10.8正式亮相开发者大会 ！

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ArcGIS打造BIM+GIS应用闭环，让建筑设计与生态环境完美融合

BIM的初衷是为了在设计和施工过程中节省时间和资金，并能够提升最终成果交付的可靠性。而BIM+GIS的融合，可以说是站在一个更长维度上为设计、施工、运营维护节省时间和资金的设计施工运维过程。GIS在广泛应用于总规、控规过程的基础之上，能够与BIM设计软件打通，从而实现基于空间真实位置、真实环境的设计，把建筑设计与生态环境相融合。

比如，BIM设计人员在设计一座城市的综合管廊时，不仅需要考虑各条管线的材质、形状、长度等，还需要考虑周围水环境、地质条件等的影响。目前发布在ArcGIS企业级平台软件的要素服务数据可直接在Autodesk的Infraworks、Civil 3D中加载，并支持Civil 3D中编辑的要素回传到服务器，从而方便BIM设计人员在真实位置、真实环境的BIM设计。