牟乃夏ArcEngine教程-第11章 三维分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
创建一个TriangleFan样式的棱锥 创建Triangles样式的多个三角片 创建一个Ring样式的迷宫 创建四个Ring样式的正方形环 拉伸一个正方形为棱柱 创建一个综合的房子样式
详细代码见程序
2. MultiPatch
• MultiPatch编辑 • MultiPatch有多种编辑操作，常用的主要有移动、旋转和缩放等。 MultiPatch的编辑需要用到ITransform3D接口，通过该接口的 Move3D、RotateVector3D和Scale3D等方法实现。实现思路如下：
2. MultiPatch
实例按钮功能介绍 按钮名称 创建axes 按钮功能 创建一个带有箭头的三维坐标轴
创建TriangleStrip
创建TriangleFan 创建Triangles 创建Ring 创建RingGroup Extrusion Composite
创建一个TriangleStrip样式的阶梯
1. 三维数据模型
• 三维数据（X,Y,Z）的定义中包含一个额外的维度：Z值。Z值具有 测量单位，同传统的二维数据（X,Y）相比，它能存储和显示更多 的信息。Z值可表示很多内容，如：海拔高度、深度、温度、化 学物浓度、噪声指数等。Z值是二维数据成为三维数据的标志。 • ArcGIS中三维数据有3D要素数据和表面数据两种形式。
• 在ArcGIS中，不能通过ArcGIS Desktop产品来创建MultiPatch，只能通过以 下几种方法创建： • 1）通过某些地理处理（Geoprocessing）工具创建，例如Extrude Between、 Layer 3D to Feature Class等。 • 2）通过从已有的模型中导入ArcGIS创建，例如SketchUp、COLLADA、3D Studio Max或OpenFlight等。 • 3）通过在ArcGIS Engine中编写代码创建。
• 3D要素数据
• 3D要素数据用来表示离散的对象，每个对象的信息都存储在要素的几何和属性中。 • 3D要素数据又分为三维点数据、三维线数据和多面体（MultiPatch）数据。 • 多面体数据根据组成方式的不同又分为Triangle Strip、Triangle Fan和Ring三种类 数据是指具有空间连续特征的地理要素的集合，表示地球表 面某部分或整体范围内的地理要素或现象。在ArcGIS中，常用的 表面数据有
• 栅格表面 • 不规则三角网（TIN） • Terrain数据集等。
2. MultiPatch
• MultiPatch几何类型又叫多面体数据类型，是ESRI公司于1997年推 出的一种数据模型，主要用来定义3D对象的描述性外壳。 MultiPatch通过地理数据库和ShapeFile文件来存储3D要素，如建 筑物、地质体等。 • MultiPatch创建
3. TIN数据
• TIN表面分析 • 基于TIN表面可以做各种表面分析，如计算TIN的体积、表面积和投影 面积，获取TIN表面某点的三维坐标、坡度、坡向、等高线和最陡路径， 也可以生成TIN图层表面坡度和坡向图层，绘制TIN表面的剖面线。 • 计算TIN的体积、表面积和投影面积 • 计算TIN的体积、表面积和投影面积，需要用到ISurface接口，通过 ISurface接口的GetVolume方法、GetSurfaceArea方法和GetProjectedAre 方法获得相应结果。实现思路如下：
2. MultiPatch
• 左图显示的是两个多面体要素 差异后的结果，在进行多面体 差异、相交和联合之前，要设 置输出结果的保存路径。
3. TIN数据
• TIN是表示三维表面非常有效的工具，常用于表示地球自然表面、 各类现象的趋势面等。由于TIN能较好地表示地理现象的三维可视 化，所以在GIS的三维地形可视化领域中有着广泛的应用。 • 加载TIN数据
• (1)得到某一图层的某个3D要素，并通过要素的Shape属性得到要素的几 何形状； • (2)将该几何对象转换为ITransform3D类型对象； • (3)运用ITransform3D中的方法对得到的对象进行相应的编辑； • (4)开始编辑，将要素的Shape设置为编辑后的几何要素； • (5)保存、停止编辑。
2. MultiPatch
• MultiPatch之间的差异、相交、联合
• 多面体的差异计算是求出两个闭合多面体要素的几何交集，然后从一个 要素中剪除两要素类的交集，并将结果保存到新输出的要素类中。 • 多面体相交是计算两个或多个多面体要素的几何交集，将重叠的要素输 出为新要素。 实现思路如下： • 多面体联合是计算重叠多面体的几何交集，然后将多面体几何联合在一 (1)根据需要，选择GP工具，这里调用Analyst3DTools类库中 起，存储到新的多面体要素类中。 的Difference3D、Intersect3D和Union3D三个工具； (2)为每个工具设置输入参数和输出参数； • 在ArcGIS Engine中，进行多面体之间的差异、相交、联合等三维要素分析 (3) 执行GP工具，显示所有结果。 需要通过调用Analyst3DTools 类库中的 GP（Geoprocessing，地理处理工具） 工具实现，只需要设置相应工具的输入参数即可。
• TIN数据集的加载需要用到ITINWorkspaceFactory接口、ITINWorkspace接口、 ITIN接口和ITINLayer接口。实现思路如下： • (1)获取TIN数据的文件路径； • (2)使用IWorkspaceFactory的Creat方法实例化一个 TinWorkspaceFactoryClass对象、使用ITinWorkspace、ITin、ITINLayer等接 口将TIN中的数据提取，并转化为一个图层（Layer）； • (3)将图层（Layer）添加进SceneControl，刷新SceneControl以显示该TIN。
牟乃夏 ArcGIS Engine 地理 信息系统开发教程 配套PPT--第11章 三维分析
目录
• 1. • 2. • 3. • 4. • 5. • 6. 三维数据模型 MultiPatch TIN数据 SceneControl三维可视化 GlobeControl三维可视化 实例：基于GlobeControl的三维数字校园
3. TIN数据
左图显示的是由离散点图层创建TIN的结果， 生成TIN前要先选择点图层和设置TIN的保 存路径；点数据创建TIN则是在代码中新建 三维点创建TIN。
3. TIN数据
• 由栅格数据创建TIN
• 由栅格数据创建TIN，需要用到 ITINEdit接口，通过该接口的 AddFromPixelBlock方法加载栅格单 元创建TIN，然后调用该接口的 SaveAs方法将创建的TIN数据保存。
• (1)从某一个图层中获得一个具有多面体结构的要素（Feature），通过要素的 Shape属性获得该多面体几何形状； • (2)通过QI（Query Interface）得到IArea3D接口的Area属性和IVolume接口的 Volume属性； • (3)将得到的结果显示。
2. MultiPatch
• (1)获得SceneControl中的某个TIN图层，并通过ISurface接口得到表面； • (2)设置基本高度和投影方向； • (3)获取结果显示。
3. TIN数据
TIN的体积、表面积和投影面积
3. TIN数据
• 获取TIN表面某点三维坐标、坡度和坡向 • 获得TIN表面某点的三维坐标信息、坡度信息和坡向信息，需要调 用ISurface接口，通过ISurface接口的GetElevation方法、 GetSlopeDegrees方法和GetAspectDegrees方法获取相应信息。实 现思路如下：
2. MultiPatch
• ArcGIS Engine提供了创建MultiPatch几何对象的类和接口，主要用到两 个接口，分别是IGeometryCollection和IConstructMultiPatch。 实现思路如下： • 这两个接口创建 MultiPatch的方式略有不同： (1)使用IPoint接口生成新的点对象，用IPointCollection接口的AddPoint方法将 点对象添加进集合，并用 IGeometryCollection接口的AddGeometry方法或 • IGeometryCollection 接口是通过添加各个组件的组成部分来创建 接口的ConstructExtrudeFromTo方法将PointCollection对 MultiPatchIconstructMultiPatch ； 象转换为一个Geometry对象； (2)使用IElement 接口实例化一个元素对象，并将该元素对象的 Geometry 属性设置对 • IConstructMultiPatch 接口是通过操作 Geometry对象，如拉伸 Polyline 为步骤 得到的Geometry 对象，并设置元素对象显示时使用的Symbol （符号）；。 象(拉伸为墙 )和1Polygon 对象（拉伸为多面体）等来创建 MultiPatch (3)使用IGraphicsContainer3D的AddElement方法把步骤2产生的元素添加到视图中 去，刷新视图，让元素显示出来。 • 这两种方法的创建步骤相似，将要创建的 MultiPatch显示出来需要用到 IGeometryCollection、IGraphicsContainer3D、IPoint、IPointCollection、 IGeometry、IElement 等接口。
3. TIN数据
• 加载TIN数据
3. TIN数据
• TIN数据创建 • 在ArcGIS中，创建TIN的方式有三种，分别是：由矢量要素创建 TIN、由栅格要素创建TIN和由Terrain数据集创建TIN。 • 矢量数据创建TIN
• 由矢量数据创建TIN需要用到ITINEdit接口，在该接口中有两种方法来创建 TIN。一种是通过AddPointZ方法加载有限个三维点数据创建TIN，另一种 是通过AddFromFeatureClass方法加载矢量数据图层创建TIN，最后都调用 ITINEdit接口的SaveAs方法将创建的TIN数据保存。
• 判断MultiPatch相连与邻接 • 判断两个MultiPatch是否相连及在某个值范围是否邻接需用到 IRelationalOperator3D2接口，实现思路如下：
• (1)从某一图层或多个图层中获得两个多面体要素（Feature），通过要素 的Shape属性获得两个多面体的几何形状； • (2)通过IRelationalOperator3D2接口的Disjiont3D方法判断其是否相连，或 者通过输入一个距离容差判断是否邻接； • (3)显示结果。
2. MultiPatch
• 左图中展示的是将MultiPatch在X、Y、 Z方向以1：1：3的比例变换后的结果， 可以输入相应的参数进行MultiPatch 的平移、旋转和缩放操作。
2. MultiPatch
• MultiPatch分析 • MultiPatch的分析主要有：获取体积、表面积，判断两个MultiPatch之 间是否相连及在某一值范围内是否临近，MultiPatch之间的相交、差异、 联合等运算分析。 • 获取MultiPatch的体积和表面积 • 获取MultiPatch的表面积和体积需要用到IArea3D接口和IVolume接口， 实现思路如下：
• (1)获取某个TIN图层，并通过ISurface接口得到表面； • (2)点击TIN表面一点，通过ISurface接口的GetElevation方法、 GetSlopeDegrees方法和GetAspectDegrees方法获得该点信息； • (3)显示该点信息。
3. TIN数据
详细代码见程序
2. MultiPatch
• MultiPatch编辑 • MultiPatch有多种编辑操作，常用的主要有移动、旋转和缩放等。 MultiPatch的编辑需要用到ITransform3D接口，通过该接口的 Move3D、RotateVector3D和Scale3D等方法实现。实现思路如下：
2. MultiPatch
实例按钮功能介绍 按钮名称 创建axes 按钮功能 创建一个带有箭头的三维坐标轴
创建TriangleStrip
创建TriangleFan 创建Triangles 创建Ring 创建RingGroup Extrusion Composite
创建一个TriangleStrip样式的阶梯
1. 三维数据模型
• 三维数据（X,Y,Z）的定义中包含一个额外的维度：Z值。Z值具有 测量单位，同传统的二维数据（X,Y）相比，它能存储和显示更多 的信息。Z值可表示很多内容，如：海拔高度、深度、温度、化 学物浓度、噪声指数等。Z值是二维数据成为三维数据的标志。 • ArcGIS中三维数据有3D要素数据和表面数据两种形式。
• 在ArcGIS中，不能通过ArcGIS Desktop产品来创建MultiPatch，只能通过以 下几种方法创建： • 1）通过某些地理处理（Geoprocessing）工具创建，例如Extrude Between、 Layer 3D to Feature Class等。 • 2）通过从已有的模型中导入ArcGIS创建，例如SketchUp、COLLADA、3D Studio Max或OpenFlight等。 • 3）通过在ArcGIS Engine中编写代码创建。
• 3D要素数据
• 3D要素数据用来表示离散的对象，每个对象的信息都存储在要素的几何和属性中。 • 3D要素数据又分为三维点数据、三维线数据和多面体（MultiPatch）数据。 • 多面体数据根据组成方式的不同又分为Triangle Strip、Triangle Fan和Ring三种类 数据是指具有空间连续特征的地理要素的集合，表示地球表 面某部分或整体范围内的地理要素或现象。在ArcGIS中，常用的 表面数据有
• 栅格表面 • 不规则三角网（TIN） • Terrain数据集等。
2. MultiPatch
• MultiPatch几何类型又叫多面体数据类型，是ESRI公司于1997年推 出的一种数据模型，主要用来定义3D对象的描述性外壳。 MultiPatch通过地理数据库和ShapeFile文件来存储3D要素，如建 筑物、地质体等。 • MultiPatch创建
3. TIN数据
• TIN表面分析 • 基于TIN表面可以做各种表面分析，如计算TIN的体积、表面积和投影 面积，获取TIN表面某点的三维坐标、坡度、坡向、等高线和最陡路径， 也可以生成TIN图层表面坡度和坡向图层，绘制TIN表面的剖面线。 • 计算TIN的体积、表面积和投影面积 • 计算TIN的体积、表面积和投影面积，需要用到ISurface接口，通过 ISurface接口的GetVolume方法、GetSurfaceArea方法和GetProjectedAre 方法获得相应结果。实现思路如下：
2. MultiPatch
• 左图显示的是两个多面体要素 差异后的结果，在进行多面体 差异、相交和联合之前，要设 置输出结果的保存路径。
3. TIN数据
• TIN是表示三维表面非常有效的工具，常用于表示地球自然表面、 各类现象的趋势面等。由于TIN能较好地表示地理现象的三维可视 化，所以在GIS的三维地形可视化领域中有着广泛的应用。 • 加载TIN数据
• (1)得到某一图层的某个3D要素，并通过要素的Shape属性得到要素的几 何形状； • (2)将该几何对象转换为ITransform3D类型对象； • (3)运用ITransform3D中的方法对得到的对象进行相应的编辑； • (4)开始编辑，将要素的Shape设置为编辑后的几何要素； • (5)保存、停止编辑。
2. MultiPatch
• MultiPatch之间的差异、相交、联合
• 多面体的差异计算是求出两个闭合多面体要素的几何交集，然后从一个 要素中剪除两要素类的交集，并将结果保存到新输出的要素类中。 • 多面体相交是计算两个或多个多面体要素的几何交集，将重叠的要素输 出为新要素。 实现思路如下： • 多面体联合是计算重叠多面体的几何交集，然后将多面体几何联合在一 (1)根据需要，选择GP工具，这里调用Analyst3DTools类库中 起，存储到新的多面体要素类中。 的Difference3D、Intersect3D和Union3D三个工具； (2)为每个工具设置输入参数和输出参数； • 在ArcGIS Engine中，进行多面体之间的差异、相交、联合等三维要素分析 (3) 执行GP工具，显示所有结果。 需要通过调用Analyst3DTools 类库中的 GP（Geoprocessing，地理处理工具） 工具实现，只需要设置相应工具的输入参数即可。
• TIN数据集的加载需要用到ITINWorkspaceFactory接口、ITINWorkspace接口、 ITIN接口和ITINLayer接口。实现思路如下： • (1)获取TIN数据的文件路径； • (2)使用IWorkspaceFactory的Creat方法实例化一个 TinWorkspaceFactoryClass对象、使用ITinWorkspace、ITin、ITINLayer等接 口将TIN中的数据提取，并转化为一个图层（Layer）； • (3)将图层（Layer）添加进SceneControl，刷新SceneControl以显示该TIN。
牟乃夏 ArcGIS Engine 地理 信息系统开发教程 配套PPT--第11章 三维分析
目录
• 1. • 2. • 3. • 4. • 5. • 6. 三维数据模型 MultiPatch TIN数据 SceneControl三维可视化 GlobeControl三维可视化 实例：基于GlobeControl的三维数字校园
3. TIN数据
左图显示的是由离散点图层创建TIN的结果， 生成TIN前要先选择点图层和设置TIN的保 存路径；点数据创建TIN则是在代码中新建 三维点创建TIN。
3. TIN数据
• 由栅格数据创建TIN
• 由栅格数据创建TIN，需要用到 ITINEdit接口，通过该接口的 AddFromPixelBlock方法加载栅格单 元创建TIN，然后调用该接口的 SaveAs方法将创建的TIN数据保存。
• (1)从某一个图层中获得一个具有多面体结构的要素（Feature），通过要素的 Shape属性获得该多面体几何形状； • (2)通过QI（Query Interface）得到IArea3D接口的Area属性和IVolume接口的 Volume属性； • (3)将得到的结果显示。
2. MultiPatch
• (1)获得SceneControl中的某个TIN图层，并通过ISurface接口得到表面； • (2)设置基本高度和投影方向； • (3)获取结果显示。
3. TIN数据
TIN的体积、表面积和投影面积
3. TIN数据
• 获取TIN表面某点三维坐标、坡度和坡向 • 获得TIN表面某点的三维坐标信息、坡度信息和坡向信息，需要调 用ISurface接口，通过ISurface接口的GetElevation方法、 GetSlopeDegrees方法和GetAspectDegrees方法获取相应信息。实 现思路如下：
2. MultiPatch
• ArcGIS Engine提供了创建MultiPatch几何对象的类和接口，主要用到两 个接口，分别是IGeometryCollection和IConstructMultiPatch。 实现思路如下： • 这两个接口创建 MultiPatch的方式略有不同： (1)使用IPoint接口生成新的点对象，用IPointCollection接口的AddPoint方法将 点对象添加进集合，并用 IGeometryCollection接口的AddGeometry方法或 • IGeometryCollection 接口是通过添加各个组件的组成部分来创建 接口的ConstructExtrudeFromTo方法将PointCollection对 MultiPatchIconstructMultiPatch ； 象转换为一个Geometry对象； (2)使用IElement 接口实例化一个元素对象，并将该元素对象的 Geometry 属性设置对 • IConstructMultiPatch 接口是通过操作 Geometry对象，如拉伸 Polyline 为步骤 得到的Geometry 对象，并设置元素对象显示时使用的Symbol （符号）；。 象(拉伸为墙 )和1Polygon 对象（拉伸为多面体）等来创建 MultiPatch (3)使用IGraphicsContainer3D的AddElement方法把步骤2产生的元素添加到视图中 去，刷新视图，让元素显示出来。 • 这两种方法的创建步骤相似，将要创建的 MultiPatch显示出来需要用到 IGeometryCollection、IGraphicsContainer3D、IPoint、IPointCollection、 IGeometry、IElement 等接口。
3. TIN数据
• 加载TIN数据
3. TIN数据
• TIN数据创建 • 在ArcGIS中，创建TIN的方式有三种，分别是：由矢量要素创建 TIN、由栅格要素创建TIN和由Terrain数据集创建TIN。 • 矢量数据创建TIN
• 由矢量数据创建TIN需要用到ITINEdit接口，在该接口中有两种方法来创建 TIN。一种是通过AddPointZ方法加载有限个三维点数据创建TIN，另一种 是通过AddFromFeatureClass方法加载矢量数据图层创建TIN，最后都调用 ITINEdit接口的SaveAs方法将创建的TIN数据保存。
• 判断MultiPatch相连与邻接 • 判断两个MultiPatch是否相连及在某个值范围是否邻接需用到 IRelationalOperator3D2接口，实现思路如下：
• (1)从某一图层或多个图层中获得两个多面体要素（Feature），通过要素 的Shape属性获得两个多面体的几何形状； • (2)通过IRelationalOperator3D2接口的Disjiont3D方法判断其是否相连，或 者通过输入一个距离容差判断是否邻接； • (3)显示结果。
2. MultiPatch
• 左图中展示的是将MultiPatch在X、Y、 Z方向以1：1：3的比例变换后的结果， 可以输入相应的参数进行MultiPatch 的平移、旋转和缩放操作。
2. MultiPatch
• MultiPatch分析 • MultiPatch的分析主要有：获取体积、表面积，判断两个MultiPatch之 间是否相连及在某一值范围内是否临近，MultiPatch之间的相交、差异、 联合等运算分析。 • 获取MultiPatch的体积和表面积 • 获取MultiPatch的表面积和体积需要用到IArea3D接口和IVolume接口， 实现思路如下：
• (1)获取某个TIN图层，并通过ISurface接口得到表面； • (2)点击TIN表面一点，通过ISurface接口的GetElevation方法、 GetSlopeDegrees方法和GetAspectDegrees方法获得该点信息； • (3)显示该点信息。
3. TIN数据