三维城市地理信息可视化服务系统的设计与实现

三维城市地理信息可视化服务系统的设计与实现

尹拓蒙

身份证号码： 45032619881224****

摘要：随着城市信息化进程的加快及数字城市建设的推进，人们的工作方式、生活方式、消费方式、文化方式和人际交流方式正在发生深刻变革，人们的各种活动都与城市空间信息密切相关，传统的二维服务平台已不再满足人们对空间信息化服务的需求，同时，三维平台凭借良好的直观展示效果和精细化模型体现，正在成为可视化平台的主流，信息技术已经成为人们生活的一部分，幵且应用在各个领域，为人类的发展做出了重要的贡献。三维城市地理信息技术在智慧城市中有重要的作用，根据地理信息系统方便对城市规划进行建设，能全面实现智慧城市的建设，仍而推动信息技术的収展，现代地理信息技术在逐渐得到宋善，在智慧城市中的应用越来越普及。

关键词：三维城市地理信息;可视化服务;设计与实现

引言

三维城市地理信息可视化服务系统是一个建立在分布式数据管理与集成基础上的“一站式”空间信息服务平台，本文基于数字城市空间框架，通过对各类测绘成果数据进行管理、展示、应用，形成了三维城市地理信息可视化服务系统，研究了可视化服务系统的架构特点。结果表明，三维城市地理信息可视化服务系统是建立面向公众、政府、行业、企业及社区的公共信息服务平台、信息应用系统的重要组成部分，能够为提高城市可持续发展以及规划、建设、管理和服务水平提供借鉴和参考作用。

1三维城市地理信息可视化服务系统技术特点

系统由数据处理工具、服务端、客户端3部分组成。其技术特点如下:

1.1提供了海量4D数据(DEM、DOM、DLG、DＲG)、地名数据、三维模型数据的前期处理与管理、三维可视化表现、空间查询与分析、数据发布的完整解决方案;

1.2多源、多比例尺4D数据、地名、三维模型一体化管理与共享发布;

1.3基于服务的架构，提供GeoGlobe瓦片数据、空间数据查询、栅格数据分析、WMS与WFS服务;

1.4支持分布式服务部署;

1.5支持直接发布已有的基于GeoStar和ArcGISSDE的数据集;

1.6提供数据制作、管理、服务器配置集成工具，方便用户制作、部署及维护;

1.7提供全球三维表现的GeoGlobe客户端和基于WEB浏览器的客户端。具有如下特点:①矢量数据、地名数据符号化表现;②矢量数据动态栅格化显示;③全球多分辨率数据的无级缩放、兴趣点标注及定位;④矢量数据、模型数据、地名数据的查询及各种量算。

三维地理信息可视化服务系统总体技术架构，分为空间数据收集、空间数据处理、空间数据建库与管理、服务平台展示等部分。

2三维城市地理信息可视化服务系统功能

系统通过客户端获取服务端发布的地理信息数据、服务。用户可以在三维场景下漫游，并实现空间数据查·询分析。系统实现了多源、多比例尺4D数据、地名、三维模型一体化三维显示，可以在网络环境下对海量数据进行快速高效的调度，实现无级缩放。系统提供了强大的空间查询、分析支持，可在三维场景中进行信息查询，以及方位、坡度、坡向等的计算，也可以进行距离、面积、体积量算。同时客户端提供用户自定义兴趣点标注、兴趣点文件夹管理、搜索定位的功能。

系统中集成了多种类型、多种分辨率的海量数据，包括全球BlueMarble影像(400m)、亚洲LandSat影像(30m)、省级SPOT－5影像(2．5m)、省内大中城市Quickbird、Ikonos影像(1—0．6m);全国90m、省级25m地形模型;省内大中城市建筑物简化模型，市级标志性景区、建筑精细模型;全国境界(至县级)、道路(国省道)以及省内、市级地理框架要素，可广泛应用于市政管理、公共交通、环境保护、土地管理、资源调查、区域开发规划、灾害预测与防治、公安、消防、工程勘察、军事指挥等各个领域。

2三维城市模型建立

2.1点状模型建立

在三维场景中，根据实际部件所代表的空间形态特征，可以抽象为带有高度特征的点状要素。可根据点状要素的位置和属性信息中的附加属性信息，对点状要素进行建模。

2.2线状模型建立

在三维场景中，根据实际几何形态，可以抽象为带高度的连续线状或者条状要素。可以根据线状要素的位置和几何形态，在线状要素的基础上增加高度和宽度特征，对线状要素进行建模。

2.3面状模型建立

在三维场景中，根据空间整体特征，抽象后可以将面状要素增加高度信息，在面状要素的几何形状基础上，拉伸成体状模型数据。

3系统设计与实现

3.1系统架构

系统使用基于ＲEST的三维空间信息WebService服务，将不同格式的数据和三维城市模型数据整合成数据服务，并对系统提供基于服务的数据加载模式。三维数据的多级压缩和分级加载模式，采取金字塔数据分级压缩的策略，通过对三维数据的分级压缩，更快速地将数据在网络上传输，从而实现在线实时地浏览三维精细模型场景;三维数据伴随着海量空间数据和相关属性信息数据，一般实时加载请求不能满足用户加载效率，对三维场景和三维模型采用多级缓存技术，更有效地解决大数据量的网络传输问题。

3.2关键技术实现

基于信息服务及数据服务，将不同格式的数据和三维城市模型数据整合成数据服务，并对系统提供基于服务的数据加载模式。三维数据的多级压缩和分级加载模式，采取金字塔数据分级压缩的策略，通过对三维数据的分级压缩，更快速地将数据在网络上传输，从而实现在线实时地浏览三维精细模型场景;三维数据伴随着海量空间数据和相关属性信息数据，一般实时加载请求不能满足用户加载效率，对三维场景和三维模型采用多级缓存技术，更有效地解决大数据量的网络传输问题。

3.3系统功能实现

三维城市地理信息系统由场景浏览、属性查询、信息统计、距离量算等模块组成，可以对范围内的设计进行查询，并能在三维场景中浏览三维城市的整体状态。通过项目建设，能有效利用基础地理数据资源，提升三维城市地理信息系统数据的共享能力，提高制图规范性，提高地理信息数据的易用性，为各业务单位提供权威、快捷、易用的基础地理数据和服务

结束语

三维城市地理信息可视化服务系统建设以地理信息框架数据为基础，把分散在各行业的、异构的、多源的专题属性信息与地理空间信息在地理信息技术、计算机技术、网络技术、通信技术、数据库技术、多媒体技术、信息安全技术等多种技术的支持下进行集成与整合，完成对各类信息资源的有机链接、结构优化、规模扩充、网络互联、信息共享及综合开发利用。三维城市地理信息可视化服务系统是建立面向公众、政府、行业、企业及社区的公共信息服务平台、信息应用系统的重要组成部分，为城市可持续发展以及规划、建设、管理和服务水平的提高提供支撑和保障。总的来说，三维城市地理信息可视化服务系统能够与智慧城市的収展紧密结合，能够为人们提供直观清晰的三维模型，提供精准的数据支撑，为城市各个斱面的建设觃划提供科学合理的帮助。

参考文献

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