武汉2.5D-GIS开发公司_2.5D地图制作

基于三维GIS技术的符号化表达系统的设计及实现 

随着三维GIS技术的发展，人们在其可视化能力方面要求不断提高，在部分应用中，人们不仅要求将场景中物体位置准确描述表达出来，同时还需要保证其逼真性和美观性在智慧城市阶段，三维GIS的构建需要提高效率和速度、降低成本。三维GIS符号化表达系统的设计能够满足人们在这些方面的要求。当前人们对三维GIS符号化表达系统的设计非常重视。以ZTMap为基础研究三维GIS符号化引擎，展开三维GIS符号化表达系统的设计，应用三维符号，具备有场景操作、空间分析、场景快速搭建以及二三维一体化等方面功能，提高三维GIS应用有效性，本文就此展开了研究分析。

1三维GIS系统应用现状

在智慧城市阶段，人们在三维GIS技术的效率、速度以及成本方面有着越来越高的要求，三维GIS借助虚拟现实技术以及计算机技术等技术手段，就三维空间数据进行相关的处理和管理等方面操作，提高三维GIS数据可视化水平，更好地完成三维空间分析，为地学规划以及决策等方面问题的解决打下良好的基础。

当前，三维GIS系统存在有制作周期长、数据多、渲染效率差等不足，这些方面问题主要是因为场景模型借助建模软件进行制作，模型在数据方面有着非常大的需求量，导致系统效率受到严重影响。三维GIS符号化能够实现对这一问题的有效解决，符号化之后，三维数据不再需要占据过大的空间，能够提高数据管理以及空间分析方面的规范化和标准化。要提高三维符号化数据表达有效性，更好地完成三维空间场景的分析和操作，已经成为当前GIS系统研发的一个主要方向内容。

2三维GIS符号化表达系统总体设计

2.1系统框架

选择单机系统进行系统总体设计，开发语言选择C++，结合组件式GIS思想，在一个控件集合所有三维符号功能模块，提高整个GIS系统设计有效性。系统总体架构包含有4个层面:第一层，三维GIS符号化表达系统以符号化引擎为基础进行二次开发，建立用来展开符号化表达系统，使用C++进行功能接口的调用以及系统界面的编写;第二层，三维GIS符号化引擎主要用来进行三维符号化表达，能够生成三维符号，将二维符号转化为三维符号，分析三维空间等;第三层，依赖库。依赖库主要是用来进行栅格数据处理、解析矢量数据等操作，作为三维GIS符号化引擎基础，实现各类常用空间分析功能;第四层，多源数据层。多源数据层存在有纹理数据以及二维矢量数据，借助GDAL能够解析二维矢量数据，自动生成道路等数据以及属性信息，纹理数据主要是用来生成纹理贴图。

智慧管廊三维渲染实现方案 

随着BIM和3DGIS技术的大力发展，建筑模型的复杂度与构件数量呈几何倍数增长，其中管廊复杂网格是影响模型轻量化和在线渲染速率的一个关键性问题。为有效减少管廊复杂网格模型的数据量及复杂度，本文针对一般圆柱体形管廊，复杂网格的弯管管廊模型及中空管廊网格模型，提出了一套轻量级参数化算法。该算法对场景中的管廊模型进行参数化重绘并辅助以多细节层次等视觉优化手段，以减轻 WebBIM 场景中的智慧管廊模型渲染负担，其在拥有大量管廊模型的场景中应用成功，具有较强的工程实践意义。

近年来，网络技术的发展突飞猛进，人类正向高度信息化的社会迈进。BIM在国内建筑业形成一股热潮，尽管拥有了政府和社会的大力支持，Web 端的 BIM 大规模场景应用开发仍然面临许多巨大的挑战：

一、网页存储瓶颈问题：随着 BIM场景规模的增加，建筑内部空间结构复杂度不断提升，管廊结构的模型体量不断增加，BIM 数据未来可能达到城市级别（100 TB 以上），通常来说，PC 端的浏览器能够使用的内存仅为 1.5 至 2 GB，稍大的 BIM模型就可能会导致浏览器的崩溃。

二、计算渲染瓶颈问题：传统加载方式中，IFC构件被逐一添加在场景中，管廊模型拥有的三角化面片数量多，导致整个初始加载速度慢，且场景中FPS 较低，浏览建筑模型容易出现明显卡顿情况。

在以上问题的基础上，尤其是管廊管线这类构件往往在城市建筑模型中占有了一定的比重，例如水管，通风管道等，且建筑物内部管廊模型排列往往具有一定的复杂性，优化这部分管廊模型的参数，能够有效减少场景中的三角面片数量，帮助提升模型加载速率，对改善上述的两个瓶颈问题起到了积极的作用。

因此针对上述问题，本文提出了一套三维管廊复杂网格参数化算法，首先通过语义分析和几何分析，提取大规模 IFC 场景中的管廊网格模型构件类。然后针对一般圆柱体形管廊网格模型，弯管管廊模型以及中空管廊模型三种不同的特征，对其在服务端

分类进行参数化处理，并将参数结果返回给网页端进行渲染。为了降低网页端的渲染负载，实例化管廊模型的同时辅助以基于 LOD 多细节层次技术的渐进式自适应渲染方法，有效降低场景中管廊模型部分的总数据量及其三角面片数量，加快场景初始加载时间以及提升场景总体加载的帧速率，为轻量化BIM 大规模管廊模型场景的在线可视化提供了支持。