CN111831778A - 一种三维地理信息系统快速集成展现的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，三维场景的制作、三维建筑物模型建立和三维地理信息系统平台开发，采用SKyLine中TerraBuilder为地形可视化应用系统创建精确的地理配准、具有照片实景效果的三维底面模型，以及编制，和数据、影像、DEM的添加。本发明涉及三维地理信息系统技术领域。该三维地理信息系统快速集成展现的方法，解决目前的GIS开发方式存在两中方式，第一种是以专业三维或者2.5维软件作为平台，进行开发，另外一种是在专业的二维GIS软件平台上进行三维的二次开发，但前者比后者的三维模型建立方面更加强大，后者比前者的三维空间分析功能更有优势，如何将两者的优势结合在一起来解决不足的问题。

Description

一种三维地理信息系统快速集成展现的方法
技术领域
本发明涉及三维地理信息系统技术领域，具体为一种三维地理信息系统快速集成展现的方法。
背景技术
地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，空间信息的展示更为直观。从人们懂得通过空间信息来认识和改造世界开始，空间信息主要是以图形化的形式存在的。然而，用二维的图形界面展示空间信息是非常抽象的，只有专业的人士才懂得使用。相比二维GIS，三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，人们结合自己相关的经验就可以理解，从而做出准确而快速的判断。毫无疑问，三维GIS在可视化方面有着得天独厚的优势。虽然三维GIS的动态交互可视化功能对计算机图形技术和计算机硬件也提出了特殊的要求，但是一些先进的图形卡、工作站以及带触摸功能的投影设备的陆续问世，不仅完全可以满足三维GIS对可视化的要求，还可以带来意想不到的展示和体验效，多维度空间分析功能更加强大。空间信息的分析过程，往往是复杂、动态和抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间信息面前，二维GIS的空间分析功能常具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能，二维GIS是无法实现的。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然也能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS强大的多维度空间分析功能，不仅是GIS空间分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分体现了GIS的特点和优越性。
目前的GIS开发方式存在两中方式，第一种是以专业三维或者2.5维软件作为平台，进行开发，另外一种是在专业的二维GIS软件平台上进行三维的二次开发，但前者比后者的三维模型建立方面更加强大，后者比前者的三维空间分析功能更有优势，如何将两者的优势结合在一起来解决不足的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，解决了二次开发存在的不足之处的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种三维地理信息系统快速集成展现的方法包括以下步骤：
S1、三维空间数据的获取和处理，首先收集地表DEM数据，为地面模型的建立提供基础的搞成数据，为城市三维景观的地理基础，其次收集地面影像数据，通过遥感卫星数据或者为航空摄影数据来获取地表文理信息，然后收集地物信息，主要包括河流，道路等矢量数据，建筑物，立交桥、和CAD建模数据以及有关植被信息的数据，另外还有树木的地物文理图像数据，最后收集三维地物中建立相关的属性信息，以及属性要素；
S2、城市三维景观模型的数据获取与处理，通过采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，最后将地表模型与建筑物模型叠加建立三维场景，生产城市的三维景观模型；
S3、三维场景的制作，采用SKyLine中TerraBuilder为地形可视化应用系统创建精确的地理配准、具有照片实景效果的三维底面模型；
S4、三维建筑物模型建立，首先分解建筑物后在建立建筑物，根据城市房屋的投影方向，确定好房屋的基础点，房屋建立完成后，根据建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；
S5、三维地理信息系统平台开发，通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上。
优选的，所述S1步骤中的属性信息和属性要素包括建筑物的层数、建筑年代、设计年限和道路桥梁的承重能力。
优选的，所述S2步骤中三维景观模型的数据获取与处理主要包括前期数据准备、中期数据采集和后期数据处理；
1)、前期数据，数字影像和数字高程数据；
2)、中期数据采集，野外采集的纹理数据和三维场景的建筑物顶部的纹理数据；
3)、后期数据处理，三维模型的建立和三维模型进行集成，应建立三维实体的属性库。
优选的，所述S3步骤的中的TerraBuilder包括数据的添加、影像和DEM。
优选的，所述中期数据采集的比例为1：10000。
优选的，所述S4中的编制包括节点编辑、立体屋顶编辑、房屋立起、整体移动和高度编辑。
优选的，所述S5步骤中3D可视化应用系统包括三维地形展示功能、专业应用功能和系统管理功能。
优选的，所述S1步骤中三维空间数据包括野外实地测量、地形图数字化和全数字摄影测量。
(三)有益效果
本发明提供了一种三维地理信息系统快速集成展现的方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该三维地理信息系统快速集成展现的方法，通过采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，最后将地表模型与建筑物模型叠加建立三维场景，生产城市的三维景观模型，采用SKyLine中TerraBuilder为地形可视化应用系统创建精确的地理配准、具有照片实景效果的三维底面模型，首先分解建筑物后在建立建筑物，根据城市房屋的投影方向，确定好房屋的基础点，房屋建立完成后，根据建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符，系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上，解决GIS开发方式存在两中方式，第一种是以专业三维或者2.5维软件作为平台，进行开发，另外一种是在专业的二维GIS软件平台上进行三维的二次开发，但前者比后者的三维模型建立方面更加强大，后者比前者的三维空间分析功能更有优势，如何将两者的优势结合在一起来解决不足的问题。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明还公开了一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，包括以下步骤：
S1、三维空间数据的获取和处理，首先收集地表DEM数据，为地面模型的建立提供基础的搞成数据，为城市三维景观的地理基础，其次收集地面影像数据，通过遥感卫星数据或者为航空摄影数据来获取地表文理信息，然后收集地物信息，主要包括河流，道路矢量数据，建筑物，立交桥、和CAD建模数据，最后收集三维地物中建立相关的属性信息，以及属性要素；
S2、城市三维景观模型的数据获取与处理，通过采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，最后将地表模型与建筑物模型叠加建立三维场景，生产城市的三维景观模型；
S3、三维场景的制作，采用SKyLine中TerraBuilder为地形可视化应用系统创建精确的地理配准、具有照片实景效果的三维底面模型；
S4、三维建筑物模型建立，首先分解建筑物后在建立建筑物，根据城市房屋的投影方向，确定好房屋的基础点，房屋建立完成后，根据建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；
S5、三维地理信息系统平台开发，通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上。
进一步，S1步骤中的属性信息和属性要素包括建筑物的层数、建筑年代。
进一步，S2步骤中三维景观模型的数据获取与处理主要包括前期数据准备、中期数据采集和后期数据处理；
1)、前期数据，数字影像；
2)、中期数据采集，野外采集的纹理数据；
3)、后期数据处理，三维模型的建立，应建立三维实体的属性库。
进一步，S3步骤的中的TerraBuilder包括影像。
进一步，中期数据采集的比例为1：3500。
进一步，S4中的编制包括节点编辑和立体屋顶编辑。
进一步，述S5步骤中3D可视化应用系统包括三维地形展示功能、专业应用功能和系统管理功能。
进一步，S1步骤中三维空间数据包括野外实地测量。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
实施例2
本发明还公开了一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，包括以下步骤：
S1、三维空间数据的获取和处理，首先收集地表DEM数据，为地面模型的建立提供基础的搞成数据，为城市三维景观的地理基础，其次收集地面影像数据，通过遥感卫星数据或者为航空摄影数据来获取地表文理信息，然后收集地物信息，主要包括河流，道路矢量数据，建筑物，立交桥、和CAD建模数据以及有关植被信息的数据，最后收集三维地物中建立相关的属性信息，以及属性要素；
S2、城市三维景观模型的数据获取与处理，通过采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，最后将地表模型与建筑物模型叠加建立三维场景，生产城市的三维景观模型；
S3、三维场景的制作，采用SKyLine中TerraBuilder为地形可视化应用系统创建精确的地理配准、具有照片实景效果的三维底面模型；
S4、三维建筑物模型建立，首先分解建筑物后在建立建筑物，根据城市房屋的投影方向，确定好房屋的基础点，房屋建立完成后，根据建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；
S5、三维地理信息系统平台开发，通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上。
进一步，S1步骤中的属性信息和属性要素包括建筑物的层数、建筑年代和设计年限。
进一步，S2步骤中三维景观模型的数据获取与处理主要包括前期数据准备、中期数据采集和后期数据处理；
1)、前期数据，数字影响和数字高程数据；
2)、中期数据采集，野外采集的纹理数据和三维场景的建筑物顶部的纹理数据；
3)、后期数据处理，三维模型的建立和三维模型进行集成，应建立三维实体的属性库。
进一步，S3步骤的中的TerraBuilder包括数据的添加、影像和DEM。
进一步，中期数据采集的比例为1：5000。
进一步，S4中的编制包括节点编辑、立体屋顶编辑和房屋立起。
进一步，述S5步骤中3D可视化应用系统包括三维地形展示功能、专业应用功能和系统管理功能。
进一步，S1步骤中三维空间数据包括野外实地测量和全数字摄影测量。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
实施例3
本发明还公开了一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，包括以下步骤：
S1、三维空间数据的获取和处理，首先收集地表DEM数据，为地面模型的建立提供基础的搞成数据，为城市三维景观的地理基础，其次收集地面影像数据，通过遥感卫星数据来获取地表文理信息，然后收集河流、道路矢量数据，建筑物，立交桥、和CAD建模数据，以及有关植被信息的数据，另外还有树木的地物文理图像数据，最后收集三维地物中建立相关的属性信息；
S2、城市三维景观模型的数据获取与处理，通过采用数字高程模型叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，最后将地表模型与建筑物模型叠加建立三维场景，生产城市的三维景观模型；
S3、三维场景的制作，采用SKyLine中TerraBuilder为地形可视化应用系统创建精确的地理配准、具有照片实景效果的三维底面模型；
S4、三维建筑物模型建立，首先分解建筑物后在建立建筑物，根据城市房屋的投影方向，确定好房屋的基础点，房屋建立完成后，根据建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；
S5、三维地理信息系统平台开发，通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上。
进一步，S1步骤中的属性信息包括建筑物的层数、建筑年代、设计年限和道路桥梁的承重能力。
进一步，S2步骤中三维景观模型的数据获取与处理主要包括前期数据准备、中期数据采集和后期数据处理；
1)、前期数据，数字影像和数字高程数据；
2)、中期数据采集，野外采集的纹理数据和三维场景的建筑物顶部的纹理数据；
3)、后期数据处理，三维模型的建立和三维模型进行集成，应建立三维实体的属性库。
进一步，S3步骤的中的TerraBuilder包括数据的添加、影像和DEM。
进一步，中期数据采集的比例为1：10000。
进一步，S4中的编制包括节点编辑、立体屋顶编辑、房屋立起、整体移动和高度编辑。
进一步，述S5步骤中3D可视化应用系统包括三维地形展示功能、专业应用功能和系统管理功能。
进一步，S1步骤中三维空间数据包括野外实地测量、地形图数字化和全数字摄影测量。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、三维空间数据的获取和处理，首先收集地表DEM数据，为地面模型的建立提供基础的搞成数据，为城市三维景观的地理基础，其次收集地面影像数据，通过遥感卫星数据或者为航空摄影数据来获取地表文理信息，然后收集地物信息，主要包括河流，道路矢量数据，建筑物，立交桥、和CAD建模数据以及有关植被信息的数据，另外还有树木的地物文理图像数据，最后收集三维地物中建立相关的属性信息，以及属性要素；
S2、城市三维景观模型的数据获取与处理，通过采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，最后将地表模型与建筑物模型叠加建立三维场景，生产城市的三维景观模型；
S3、三维场景的制作，采用SKyLine中TerraBuilder为地形可视化应用系统创建精确的地理配准、具有照片实景效果的三维底面模型；
S4、三维建筑物模型建立，首先分解建筑物后在建立建筑物，根据城市房屋的投影方向，确定好房屋的基础点，房屋建立完成后，根据建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；
S5、三维地理信息系统平台开发，通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上。
2.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于：所述S1步骤中的属性信息和属性要素包括建筑物的层数、建筑年代、设计年限和道路桥梁的承重能力。
3.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于：所述S2步骤中三维景观模型的数据获取与处理主要包括前期数据准备、中期数据采集和后期数据处理；
1)、前期数据，数字影像和数字高程数据；
2)、中期数据采集，野外采集的纹理数据和三维场景的建筑物顶部的纹理数据；
3)、后期数据处理，三维模型的建立和三维模型进行集成，应建立三维实体的属性库。
4.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于：所述S3步骤的中的TerraBuilder包括数据的添加、影像和DEM。
5.根据权利要求3所述的一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于：所述中期数据采集的比例为1：10000。
6.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于：所述S4中的编制包括节点编辑、立体屋顶编辑、房屋立起、整体移动和高度编辑。
7.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于：所述S5步骤中3D可视化应用系统包括三维地形展示功能、专业应用功能和系统管理功能。
8.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统快速集成展现的方法，其特征在于：所述S1步骤中三维空间数据包括野外实地测量、地形图数字化和全数字摄影测量。
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