陕西gis技术_2.5D-GIS公司

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。

开启三维可视化新视野 新一代三维GIS空间展示平台 

“ 往古来今谓之宙，四方上下谓之宇 ”。

《文子·自然》

这句话是中国古人比较早的提出了关于“时空”的概念，说到“时空”我们不能不提到在“时空”概念中的一个基础单元“三维空间”，近些年，由于政府对空间信息产业的重视，加大投入，以及优秀人才的参与，国内空间信息技术取得了长足的进步。国内企业顺势推出各种各样的三维地理信息平台产品。三维地理信息系统作为测绘地理信息化建设的重要支撑系统，以其直观易懂的地图表现及其强大的空间分析能力，日益受到重视。目前我国三维地理信息系统的应用需求非常强烈，如应急、城建、公安、消防、国土、海洋、林业等行业均需要三维地理信息系统进行辅助决策。随着数字城市及智慧城市建设的推进，三维地理信息系统的建设及应用将更加普及。

星途三维平台是具有完全自主知识产权的三维地理信息系统平台。平台整合倾斜摄影、点云扫描、BIM/CAD、矢量参数化自动建模等手段，LOD细节层次、分块调度、负载均衡、高速缓存等技术，以及双重接口的SDK二次开发包，对整个或部分地球表层（及大气层）、地下空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。

数据汇聚

星途三维平台支持影像地形数据、倾斜摄影数据、点云数据、BIM数据、CAD数据及矢量数据等的处理和加载，充分发挥各种数据生产手段的优势。

数据融合

以倾斜摄影数据为例，天耀宏图三维平台基于矢量参数化自动建模技术，实现倾斜摄影数据的单体化、分层分户及属性挂载。保障后续应用，例如公安行业“三实”信息的关联，国土行业不动产统一登记信息、自然资源确权登记信息的关联等顺利开展。

海量数据存储

三维数据服务器基于CentOS操作系统，综合负载均衡技术、使得三维平台近乎无限的数据承载能力。

高效访问

三维数据服务器基于BSON二进制高效数据传输技术及高速缓存技术，使得普通硬件也能流畅运行。

数据安全

采用自主开发的高效三维数据格式，从数据源头上保障数据的安全性。提供服务端数据远程维护工具使得封闭机房中的三维服务器日常管理高效而轻松。