安徽2.5D-GIS制作_三维可视化技术

3DGIS地理信息系统设计方案

（一）主要研究开发内容

空间数据的获取是GIS建设与运行的基础，数据源及数据获取方式的不同，对数据模型的生成产生很大的影响，如何根据不同的需要，采取合适的方法来获取数据，以及如果保证数据的精确度，最终使可视化程度更接近现实，提高系统的空间查询分析能力。

由于客观世界的多样性和复杂性，可视化要涉及多方面的数据集成，要采用较复杂的数据模型。为了有效的管理和分析三维GIS中的各种数据，要求三维GIS的数据模型有着很强的数据表达能力。三维GIS数据模型不但要满足三维空间分析的需要，也要满足三维图形空间生成和管理的需要。如何选择一种快速而且有效的建模方法来满足不同应用的需求。

如何使人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对场景进行全方位的审视，比如可以从任意角度、距离和精细程度观察场景，可以选择并切换多种运动模式，如行走、驾驶、飞翔等，还可以自己控制浏览的路线等等。

（二）技术关键

2.1GIS空间数据结构

2.1.1空间数据结构的分类

（1）栅格数据结构

栅格结构是最简单最直观的空间数据结构，又称为网格结构或像元结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，由行、列号定义，并包含一个代码，表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针。因此栅格结构是以规则的阵列来表示地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。栅格数据格网主要有三角形格网和正方形格网，图3.1分别表示了一个正方形栅格格网和一个三角形栅格格网。栅格数据结构的缺点在于一个栅格只能赋予一个特定的值，因而难以表示不同要素占据不同位置的情况。

（2）矢量数据结构

矢量结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体。矢量结构的特点是：定位明显，属性隐含。许多数据如行政边界、交通干线、土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中，表现为点、线、多边形数据。

其中点用一空间坐标对表示，线由一串坐标对组成，面是由线形成的闭合多边形。矢量数据结构是面向实体的表示方法，形式直观，分析方便，信息冗余量小，但是结构较为复杂。

ArcGIS强大的三维渲染引擎，支撑全领域GIS数据三维化升级

数据作为GIS平台的基础，直接影响着系统功能的实现。随着技术的发展以及硬件设备的丰富，三维数据来源越来越多，获取成本越来越低。业内专家认为，GIS数据的三维化升级是大势所趋。

ArcGIS 10.8不仅支持手工精细建模模型，还支持实景三维模型和BIM以及室内模型等三维数据。三维数据一般都具有数据量大、数据分布不均匀等特点，为了进一步提高前端呈现的效率，ArcGIS 10.8新增加了可视范围工具，可以根据用户的需求和数据的重要性程度，在不同比例尺下加载不同图层的数据，带来更好的视觉效果。

而对于部分缺少三维数据的用户来说，ArcGIS 10.8的智能制图功能，可在浏览器端将二维要素图层直接转化成三维模型，并基于要素属性实现数据驱动制图。

ArcGIS与新技术融合，激发三维应用无限可能

随着5G时代的到来和物联网等技术的进一步发展，相信未来GIS在三维上将会与更多的领域结合，开启新的应用空间。比如，除了上面谈到的与BIM的结合外，与IoT结合将有可能促进GIS的又一次飞跃，实现GIS从现有的三维空间管理过渡到四维时空管理上。与游戏引擎的结合是另一个值得期待的应用思路。游戏引擎包含了物理引擎、碰撞检测系统、电脑动画、渲染引擎等交互式应用核心组件，通过借助GIS的洞察分析能力，能够进一步提升游戏的沉浸式体验。

当然，更多三维酷炫应用，你都可以在6月17-19日，“2020 ArcGIS空间信息技术开发者大会”线上直播中得到极致体验。除了最新版本ArcGIS 10.8将正式亮相，大会还设有专题讲座将深度剖析ArcGIS平台在三维方面的重大提升。