武汉2.5D-GIS应用_三维可视化应用

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。

基于三维GIS的集中供热平台的三维数字化

城市管网是城市正常运转的生命线和基础设施，供热管线是城市管网的重要组成部分。2014年6月发布的《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》，明确提出了城市管线数字化管理的要求。北京市热力工程设计有限责任公司承担北京市热力管线的规划和设计工作。公司自成立以来因设计的需要，逐年投入大量人力物力与资金，积累了海量的北京市热力集团热力管线及附近相关管线的高精度测量资料，主要是以纸质资料和CAD图形存在。传统的管理模式和手段已远远落后，对于各种突发事故更不能及时作出应对决策，从而造成资源浪费。

20世纪90年代，美国率先提出了数字化管道的概念。地理信息业随着智慧地球、智慧城市大数据时代的到来，得到了空前的发展。我国在地理信息业的发展不落后于世界先进水平。随着3S(RS、GPS、GIS)技术的推广与集成应用，城市管网管理已从CAD时代过渡到GIS时代。

城市三维模型是许多GIS应用领域迫切需要的基础数据已广泛运用于城市规划、建筑设计、防灾应用等领域。三维可视化也已经成为城市管网管理系统的必要特性之一，对供热管网在设计和运行方面进行可视化仿真系统的研究和开发，将进一步提高供热管网的设计、运行水平和管理水平，从而达到提高安全性和经济性的目的。

本项目在管普综合管线数据标准基础上，根据热力管线的专业特色，制定热力专业管线数据标准，采用当前主流的二维GIS平台软件(XTMAPGIS)和三维GIS平台软件相结合的方式，基于XTMAPGIS和City Maker SDK开发包，建立了二三维一体化的集中供热地理信息平台。为集团公司的成果管理和使用提供安全、快速、多形式的技术支持。系统不仅实现与北京城建档案馆无缝对接，还可以更好地为热力集团信息化发展提供可靠的支撑服务。

1总体技术路线

项目建设任务包括数据资源建设和系统功能实现。数据资源建设包括数据标准规范建设、基础地理数据库建设、热力管线数据加工及数据库建设、综合管线数据库建设、热力管线三维建模。系统建设坚持数据、管理、服务、应用相分离的架构原则，在保持灵活性和扩展性的前提下，实现空间基础信息数据的整合、管理和共享交换，依据使用用户、网络环境的不同，采用不同的技术路线，使用C/S( Client/ Server(客户机/服务器))和B/S ( Browser/Server(浏览器/服务器))相结合的方式，实现不同业务应用系统与数据服务的集成。