二三维一体化在Skyline与SuperMap6R中的实现对比

２０１１年６月第９卷第３期地理空间信息ＧＥＯＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＪｕｎ．，２０１１Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．３二三维一体化在Skyline 与SuperMap6R 中的实现对比陈鹏，林鸿，张鹏程，吴素芝，宋杨（广州市城市规划勘测设计研究院城市地理信息中心，广东广州560060）摘要：GIS 技术的不断进步促进了二三维一体化技术的发展，针对该技术对比了两类软件平台：Skyline 和SuperMap 6R ，分析了两类平台各自的技术特点以及二三维一体化实现技术，实现了三维数据网络发布，并得出结论。

关键词：GIS ；二三维一体化；真空间；三维可视化中图分类号：P208文献标志码:B文章编号:1672-4623(2011)03-0065-04收稿日期：2011-03-11项目来源：广州市越秀局科技项目（2009-GX-037）；广州市科技项目（2009J1-C441）。

二维GIS 技术历经了一个比较长的发展过程，从最早的桌面式GIS 经过组件式GIS 、WebGIS 发展到目前的服务式GIS ，其技术体系已经发展得非常成熟，二维GIS 具有强大的二维空间查询分析统计功能，灵活多样的应用形式，但是对于日益兴起的三维GIS 应用，二维GIS 已略显疲态。

随着技术发展和用户需求的相互促进，三维GIS 技术已成为当前GIS 技术发展的潮流，大有“山雨欲来风满楼”之势，三维GIS 技术的快速发展正引领着新一代GIS 技术和应用的巨大变革。

虽然当前三维GIS 发展迅速，但由于现有常见三维GIS 平台的定位不同，存在着许多的应用缺陷。

首先，在数据上，三维GIS 存在与二维GIS 数据不兼容的状态，通常三维GIS 系统为应对不少基于二维GIS 空间统计分析应用，不得不另外再建立一套二维GIS 系统配套使用，这就造成一种应用上的割裂；其次，大部分三维GIS 产品主要是由非GIS 专业厂商建立，对于GIS 方面的功能比较缺失，导致一些在二维GIS 比较普通的应用在三维环境下无法进行。

正是由于存在上述数据、应用方面的矛盾，二三维一体化技术开始兴起。

1二三维一体化技术要点及应用现状1.1二三维一体化技术要点1）地理空间数据一体化：二三维一体化技术就是要将二维和三维信息统一到球面这个真实的地理环境中去，将所有的数据都转换为真实的地理空间坐标进行发布。

在这种空间中，二维和三维信息都可以直观地进行展示。

2）数据存储和管理一体化：数据存储一体化问题必须采用合适的空间数据库技术来高效地、一体化地存储和管理二、三维空间数据，并且达到二维数据无须通过预处理，可以直接在三维产品中使用。

二维的线、面数据，可以通过指定高度，快速动态建模成三维的立体对象。

同时，还可以在二维窗口中显示三维数据（三维数据退化二维，模型以快照的方式显示），真正实现了二、三维数据一体化，彻底解决了以往一个系统、两套数据的问题。

3）查询和分析一体化：在二三维一体化技术体系下，二维的大部分查询（包括属性查询、空间查询）、分析功能都可以在三维系统中使用，同时新的三维产品还会提供通视分析、淹没分析、三维量算等一些真三维空间的分析功能。

1.2应用现状目前，二三维一体技术的应用方式如下：在三维GIS 基础软件功能还不够完善的情况下，一般采用了二维GIS 基础软件和三维GIS 基础软件相结合的方式进行应用系统开发。

一方面二维GIS 提供管理能力，另一方面三维可视化软件具有良好的可视化效果，把二者结合进行应用系统开发，这在一定程度上实现了二三维系统的整合。

这种二三维一体化应用方式也存在问题，拥有优秀可视化效果的三维软件的厂商往往缺乏强大、成熟的二维GIS 软件，而主流的二维GIS 平台厂商的三维软件又不如人意。

所以，应用在开发上不得不整合分别来自不同厂商的二维GIS 软件和三维软件，但又由于二者在数据模型、数据结构和系统架构上都不一致，以至于应用系统的二维和三维部分貌合神离，甚至同样的数据要在2种软件中分别存储一份，不仅增加了数据冗余，而且增加了数据更新维护的代价。

地理空间信息图1二三维数据分开展示方式2）二三维数据一体化展示方式。

二三维数据一体化展示方式实现了二三维一体化中最重要的显示一体化，这种方式将二维数据和三维数据统一在一个三维窗口里进行展示，用户可以图层控制的方式方便的控制二维数据和三维数据的显示（见图2）。

图2二三维数据一体化展示方式在Skyline平台中，Skyline对于二维GIS数据格式的支持比较全面，可以方便地导入Shp数据和Dxf矢量数据，通过流方式导入矢量数据可以极大提高系统可视化效率。

但是Skyline平台对于二维数据的查询、分析、统计等常规功能支持不够，这些功能必须通过第９卷第３期67深度开发才可能实现。

具体实现方式如下：确定二维数据主要为Shp 格式，Shp 数据导入到平台之后，所有的功能开发可针对Shp 数据来进行，对于信息查询、属性编辑以及信息统计操作，我们可以通过普通的数据库查询、编辑方式来实现，而对于二维GIS 数据空间分析，以目前技术水平来看还存在瓶颈。

2.2SuperMap 平台下的二三维一体化技术SuperMap GIS 6R 的推出代表着SuperMap 平台最关键与最新的技术创新，这里的“R ”指的就是Realspace ，也就是“真空间”技术。

Realspace 的技术创新主要体现在对三维数据的管理和表达，同时还体现在对二维数据的管理与表达，Realspace 技术真正面向地理空间二三维一体化、二三维数据存储管理一体化，二三维查询分析一体化、二三维显示一体化以及二三维产品封装一体化，可灵活订制开发，获得超乎寻常的软件自由度。

2.2.1SuperMap 6R 平台技术特点1）统一的内核技术（统一的数据模型）。

统一内核技术（如图3所示）对于二三维一体化开发应用有着主要的意义，基于统一的内核，无论对于二维数据还是三维数据而言，不需要具体进行区别对待，可统一作为空间数据来看待，这样，方便了数据的管理与存储。

图3SuperMap 6R 平台统一的内核技术2）多源数据集成。

多源数据集成其实还是意味着数据系统的大统一。

SuperMap GIS 的多源空间数据无缝集成（SIMS ，Seamless Integration of Multi-source Spa-tial-data ）技术，无需转换就可以直接访问多种格式的数据。

除SuperMap 本身的数据格式以外，还支持直接访问DWG 、DXF 和DGN 等矢量数据格式，以及BMP 、JPEG 、TIF 、RAW 等栅格数据格式。

该技术具有多格式数据直接访问、格式无关数据集成、位置无关数据集成和多源数据复合管理等特点。

3）完善的空间分析功能。

完善的空间分析功能意味着实际用户可以在三维环境下对于二维、三维空间信息数据进行空间分析，这就完全摆脱了三维可视化信息系统“花瓶”的骂名，这为二三维一体化技术的实用化打下坚实的技术基础。

2.2.2SuperMap 6R 平台的技术路线1）二维GIS 数据导入。

由于Supermap 6R 技术本身由GIS 技术发展而来，那么对于传统二维GIS 数据支持没有任何障碍，在数据整理过程中，这类数据仅仅导入即可，需要注意的是，为满足SuperMap 的真三维环境，目前数据地理坐标系仅支持WGS-84坐标。

2）三维数据导入。

对于地形地貌，仅导入对应的DEM 文件和对应的影像文件即可。

而对于三维模型数据则需要通过一定的处理步骤。

其步骤如下：①安装SuperMap 的3DMax9插件（该插件目前仅支持3DMax9）；②打开3DMax 模型；③换算模型原始坐标为WGS-84坐标；④将模型坐标归0；⑤打开Super-Map 插件进行导出，导出时需要设置模型WGS-84坐标参数；⑥在SuperMap Desktop 中调入导出的三维模型数据。

导入模型之后，数据基础工作已经完成。

理论上，如果需要一些桌面软件没有提供的功能，只需进行二次开发就能够完成实际目标了。

图4为超图平台导入数据后的一体化效果。

图4Supermap 平台二三维一体化效果3Skyline 与SuperMap6R 两平台二三维一体化性能对比3.1可视化效果比较图5Skyline 平台与Supermap 平台下二三维一体化效果对比这里的可视化效果特指三维可视化效果，从图5截图视觉感观上，2个平台的表现能力整体相当。

3.2允许效率比较两平台在三维可视化运行效率上差别较大，Skyline 在大场景的三维模型展示上表现非常流畅，在进行测试的过程中，Skyline 平台地形地貌数据（MPT ）数据量达到500G ，模型数据量接近160G ，在测试计算机陈鹏等：二三维一体化在Skyline 与SuperMap6R 中的实现对比地理空间信息第９卷第３期3Research of2D&3D Integration Based on Skyline and SuperMap6R by CHEN PengAbstract A2D&3D integration technology was introduced in this ar-ticle based on the Skyline platform and SuperMap Realspace tech.All technical details were analysised about this technology and the prob-lem we meet when apply it.At the same time,the data was published by the internet through importing2D and3D data into the system and can be accessed by clients.Key words GIS，2D&3D integration，Realspace，3DGIS（Page:65）Valuation of Ecosystem Services in the Hills Area of East Part of Guangdong Province by LI Xiao feng Abstract Base on the theories and methods of valuating the ecosys-tem service and land-use database of Fengshun country,the total valu-e of ecosystem service,intensity and regional index were calculated and analyzed.The results showed that:(1)the total value of ecosys-tem services throughout the county was 4.657billion yuan,the woodlands and waters were the most major ecological service types;(2)the average value of ecosystem services was17200yuan per hec-tare,the value of ecosystem services of the regional differences in in-tensity was obvious;(3)the value of ecosystem services of the regional differences in location index was obvious.In these discussions,it con-cluded the value of ecosystem services assessment system inadequa-cies.Key words ecosystem service function，valuation，Fengshun country（Page:69）Application of HBCORS System to Projects by LI Guoqing Abstract After the continuously operating reference stations system of Hubei province(HB-CORS)built and put into use,the practice of Xiangyang and Suizhou1:10000photo control survey worked with HB-CORS.We analyzed and compared the measurement results,it fully meet the requirements of precision.Key words GPS;HBCORS;VRS ;photo control survey（Page:73）DLG Data Coordinate Conversion of ADS40Digital Photogrammetry by YANG WeijunAbstract Coordinate conversion of DLG data based on ADS40digital photogrammetry is discussed.Direct project parameter conversion in-stead of seven-parameter conversion is adopted in horizontal direc-tion.A grid model is adopted to simulate geoid refinement and the strict conversion relationship is created.At the same time,the conversion relationship is tightly combined with the DLG data production.The work flow is simplified and the production efficiency is increased.Key words ADS40,coordinate conversion,geoid refinement,digital photogrammetry,data handling（Page:76）Analysis of Geographic Information Services by OU Qijian Abstract The article gave a comprehensive analysis based on devel-opment connotation and social needs of geographic information servi-ces,and put forward the suggestion of enhance geographic information service.Key words geographic information，geographic information services，serving platform，co-construction and sharing（Page:79）Spatio-temporal Query Algebra Based on XML Data Modelby LIU Xiaohua Abstract The spatio-temporal query algebra is one kind of abstract spatio-temporal query language;it uses the subset of basic predicates, operations,the functions of spatio-temporal abstract data type to ex-press the spatio-temporal query.While the data model of the spatio-temporal microscopic operates employed the XML data model which the Native XML Database(NXD)adopt to store semi-structured spa-tial-temporal data,therefore this article held the space and time expan-sion to the XML query algebra-XQuery FS data type and the query, and introduced in GML to describe the geography feature and it's rela-tionships,has defined one kind newly based on the XML data model space and time inquiry algebra.Key words spatio-temporal query algebra，XML data model，XML query algebra（Page:81）Application of Laser Scanning in Digitalizing Buildingby ZHANG Hongfei Abstract The way was studied to obtain digital building model based on ground laser scanner in this paper.Through the experiments to dig-italize the buildings in activity centre of college students and school his-tory museum,the process of digital building existed was summed up, which includes five steps:collecting data,culling noise and repairing holes,registering data,reconstructing surface,and textures mapping of models.There was high geometry precision,abundanced details and real textures in the surfaces of models generated by the method. However,the data of models was so large that the speed of render was affected.Key words3D modeling，digital architecture，laser scanner，data col-lection，points cloud data（Page:86）Discussion on the RapidEye Image Orthophoto Map Production Pro-cess by XIONG Deke Abstract This paper described the orthophoto production in some of the key link.For example,we used the photoshop software to remove and fusion a thin cloud of RapidEye images.For the mountainous area, the images were used the small unit of area differential to correct. Through this method we summed up a set of fast and efficient produc-tion processes for RapidEye image to remove the thin cloud and diffi-cult mountain Image Correction.Key words RapidEye，channel，levels，correct（Page:89）Design for Reconstruction of Sanjiu Information System Using New-Map Server by WAN Baolin Abstract NewMap Server is a strongly GIS software based on SOA. 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