水利三维地理信息系统

7.8 水利三维地理信息系统

水利三维地理信息系统具有三维模型综合处理、三维景观创建及展示、三维空间分析、地图标绘、防汛抗旱业务处理等功能。基于三维景观、充分利用网络技术、多媒体技术、遥感技术、地理信息系统等技术，为领导提供直观的决策支持。

1) 三维模型综合处理

三维建模主要包括静态环境建模和动态环境建模。对海量的三维模型转换、入库、漫游查询，实现交互式快速三维几何实体造型工具，利用简单图元或三维矢量数据构建复杂的三维实体，对三维实体进行修改、删除、旋转、缩放、对三维实体表面贴图，设置纹理、颜色等。

2) 三维场景构建

以数字航空遥感立体像对为基础，辅以地面数字近景摄影测量的方法，建立城市三维景观模型．根据遥感像对之间的相互关系建立一个交会模型，得到地物点坐标，建立数字表面模型(DSM)，然后通过纹理映射描述细部。并将DEM、DLG地形处理和遥感图结合，展示不同尺度的全三维场景。利用1:25万、1：5万、1：1万等不同比例尺的矢量及ALOS、QuickBird等不同分辨率遥感影像，实现远景和近景的平滑过渡。

3) 三维地图展示与操作

利于GIS成果，在完成三维模型的基础上，可实现建模区域内三维地图的全方位展示。三维地图地图在设计中参考了Google Map、Yahoo Map等Web GIS的界面风格和操作习惯，在交互性、灵敏性、可靠性方面具有良好的用户体验。

4) 地图标绘

系统支持点、线、面元素的信息标绘，提供动态标绘和信息标准功能。能够在地图上进行点、线、面以及文字的标注，并且标注时可以移

屏标注。

5) 飞行路线定制

用户可以通过根据指定要素或绘制图形作为飞行线路，在导航状态下，用户通过鼠标操作，进行进退、旋转、保持高度、加速、减速等操作，调整飞行速度、高度及角度；保存任意视点并存储，方便调用并随时截图存储；可以按照顺序输入视点保存成漫游路径，设定速度播放，自动浏览；并且可以将漫游路径输出为序列图片，以便制作动画录像使用，并对定制的飞行路线配置位置和语音解说，与飞行同步播放。

6) 三维场景的变换、漫游、飞行导航

在WEB浏览器中可以实现三维地图缩放、旋转、指北、全屏、俯视、平视、快照等操作。

7) 三维空间分析

三维空间分析支持洪水演进、垂直距离测量、水平距离测量、水平面积测量、剖面分析、点透视分析、等高线分析、土方计算、矢量线图层控制、模型层图层控制等功能。

（1）洪水演进

洪水演进动态显示技术，是综合运用三维GIS技术和虚拟现实技术，在计算域及周边三维场景基础上，根据数学模型计算的水深信息生成一个水面层，根据纹理映射技术原理将水的材质、水流速度矢量信息泥沙浓度、水质浓度、温度等标量信息映射到水面层上，从而实现计算区域内外的地形地物、景观、洪水演进和物质浓度扩散过程的动态显示。

（2）直线距离测量

在三维地图中使用直线距离测量工具，点击两点或多点即可在视图中显示点间距离。

（3）高空距离

在三维地图中使用高空距离测量工具，点击两点或多点即可在视图中显示点间距离。

（4）高度测算

在三维视图中选中地物某点之后，可以测量其高度值，并在视图中，用户可将测量结果标绘到系统中。

（5）面积量算

提供可在地图用面进行量算，并标绘量算结果功能。可以根据选取的多边形或绘制的多边形自动计算该多边形的面积和周长。

（6）剖面分析

在三维地图上，任意选择两点或大多点，进行地形剖面分析，则沿地表某一直线方向上的垂直剖面图，以显示剖面线上断面地势起伏状况。地形剖面图是在等高线地形图的基础上绘制的。它在平整土地、修筑渠道、建筑铁路、公路和其他工程时，可作为计算土石方量的依据。地形剖面图有水平比例尺和垂直比例尺。

（7）点透视

在平面图中，要判断一点的可视范围几乎是不可能的；但在三维GIS 中，由于知道各点的海拔，用户可以直观地显示观测点的真实影像。在三维视图中，任意选择两点，系统将自动分析起点高度、终点高度、视点高程、通视分析等半径等内容，并具有导出断面、导出轨迹等功能。在视图中两点之间不能相互可视采用红色表示，两点之间相互可视采用绿色表示。

（8）等高线分析

在三维地图中可以方便的对等高线进行分析，选定一块区域，系统自动分析等高线种类，显示地貌形态、海拔高度、坡度大小等信息，并分析计算地面坡度、估算水库容量、平整土地、设计道路及水利基础设施等。

（9）土方计算

系统采用方格网法计算土方，布置方格网，自动采集地形标高（包括地形等高线和标高离散点），输入或计算（采用最小二乘法优化）设计标高，求得填挖方量；在满足设计要求的基础上，力求土方平衡、土方总量最小。

8) 实时视频联接

系统通过网络技术与已建视频监视系统的水利工程进行连接，系统中建立了视频站点列表及检索功能，可以对视频监控区域方便的检索定位。在三维地图中选中地物在属性对话框中建立了视频播放连接，用户可以根据需要设置播放或手动播放。可与应急指挥系统建立数据接口，通过应急指挥系统传回的灾情现场图形能在三维系统中显示。

9) 与二维系统的整合

系统预留了同其它系统的接口,可以根据实体的ID编号迅速在其它系统的数据中进行检索，以进行空间查询、统计、分析等功能。拓展了系统的功能，而不受限制于当前系统的数据，实现与二维系统的整

合。在同一张地图上可根据需要再二维和三维地图之间自由切换，无需另外打开窗口。