（毕业论文 字数：4334 页数：7）[摘要]：在进行城市空间地理信息系统—数码城市建设项目的基础上，本文介绍了利用 三维组件技术在建立城市三维模型及其空间信息系统的一些技术方法，并结合当前数字测绘新技术，探讨了建立城市空间地理信息系统行之有效的技术路线。

关键词：组件技术,测绘新技术,数码城市,三维景观,空间地理信息系统

目录

1、引言
2、基于三维组件技术的空间地理信息系统
3 、基于三维组件技术的空间地理信息系统的应用
4、 结束语

1、 引言
随着计算机技术和现代测绘技术的迅猛发展，计算机虚拟现实、仿真技术和地理信息系统的紧密结合，为城市空间地理信息系统的建设提供了崭新的表现方式。通过计算机再现数字城市，在逼真的三维视觉和与虚拟的三维‘城市’的相互交互中，对构成城市空间信息的主要要素，诸如建筑物、道路、水系等进行多方位、多层次的观察、分析，为人们认识和改造城市社会提供了崭新的观察和分析方法。
地理信息系统（GIS）技术近年发展十分迅速，已成功应用到社会经济建设的许多领域[1]。在社会信息化的浪潮中，以传统的二维的平面地理信息技术进行城市地理信息系统建设，虽已取得了很好的应用，但其不能提供直观而且有效的三维空间信息[2]。而数字城市三维模型和城市空间地理信息是综合利用计算机虚拟现实技术、仿真技术、GIS技术和数据库技术，通过有机的结合实现城市三维再现，并建立人机实时交互操作的空间信息系统。因而三维的城市空间地理信息技术将以其鲜明的技术特点和应用前景，在城市的建设规划管理中发挥巨大的作用。
2、基于三维组件技术的空间地理信息系统
为了探索和研究数码城市建模与三维城市空间地理信息系统的方法和技术路线，甘肃省基础地理信息中心成立项目组，利用2001年10月航摄的1：8000
真彩色航空摄影影象及其数字产品DEM（数字高程模型）、DOM（正射影像），选择兰州市盘旋路至广场西口的区域为试点，研究建立城市三维景观模型和开发实时交互的城市空间信息系统的技术和方法。经过几个月的研究和实验，初步确立了利用COM组件技术--GEODEM实现空间信息技术的路线和方法。
2.1 软件平台
本项目采用吉奥软件公司的CCGIS三维建模和显示软件建立三维景观模型[3]，二次开发空间组件GEODEM2.1结合VB开发和集成空间信息系统。
CCGIS的VRMODEL模块具有强大的建模功能，它具有结合数据三库（DEM、DOM、DLG）一体化管理的功能，并基于数字摄影测量工作站(DPW)如JX-4A采集三维编码数据、GIS数据、CAD数据等建立三维城市模型。
① 本项目得到甘肃省测绘局科技研究项目“基于COM组件技术的城市空间地理信息系统—数码测绘局的开发建立”资助。
作者简介：苏浩（1975--）,男，助理工程师，从事地理信息系统的开发与研究
二次开发空间组件GEODEM2.1是以数字高程模型（DEM ）为主，集成数字正射影象（DOM ）、三维模型数据虚拟现实的二次开发平台[4]。该平台结合了三维可视化技术与虚拟现实技术，再现实际地理环境的真实情况，具有强大的二次开发功能。
2.3 系统特点
系统具有以下一些特点：
(1) 操作简便，人机实时交互操作，实时查询模型属性信息；
(2) 基于空间地理坐标系的点、线、面查询和空间分析统计；
(3) 建筑物的添加、删除等操作方便快捷，对规划设计可以进行直观模拟。

2.4系统实现方法和基本步骤
2.4.1 三维景观模型的建立
（1）利用航空相片，通过数字测量工作站制作数字地面高程模型（DEM）及正射影像（DOM），两者通过地理坐标叠加套合，生成地表模型。此外DEM也可采用地形图上的等高线生成；
（2）由全数字摄影测量工作站采集三维的二进制模型数据；
（3） 在VRMODEL建模环境中，导入模型数据，生成初级三维景观模型。然后 对模型进行编辑和贴纹理，建筑物顶面的纹理可以从航空像片及DOM上提取，侧面的纹理要用数码相机在实地拍摄。
（4）对于独立地物（如树、电杆、花坛等）可用VRMODEL或3DMAX单独建立，力求形象逼真。
（5）对三维模型按地物类分类。大致可分为建筑物、街道（包括路坎）、独立地物（包括树、路灯、花坛等）、三维注记等；
（6）将三维模型与地表模型精确套合，在统一的坐标体系中逼真表现三维景观，从而为三维空间信息的查询和分析奠定了基础。整个过程如图2所示：
2.4.2 基于三维组件技术的空间信息系统的开发与集成
2.4.2.1系统的总体功能设计
总体设计主要确定系统所要实现的各项功能，并对要实现的功能进行规划、分类，初步确立系统的实现功能。主要分为以下几方面[5]：
(1) 数据的输入与输出：支持DEM和三维模型格式数据输入系统，并与其他软件共享，可生成高分辨率三维景观图，并且可以把实时飞行浏览的结果输出成AVI格式文件；
(2) 三维场景的可视化效果：对三维场景可进行灰度和真彩色渲染，可进行明暗变化、光源添加、雾效果设置、背景设置等操作；
(3) 可视化导航操作与三维漫游操作：三维视图可任意移动、缩放、视点变换，支持对视点、景深、俯仰角、模型参数的设置以及实时交互的飞行漫游；
(4) 可视化查询与空间分析：可对三维模型属性进行查询、编辑、浏览，对空间模型进行位置、距离、坡度、通视性分析、缓冲区分析以及剖面分析等操作；
(5) 基于多源数据的数据库管理：考虑到数据的多源性，分别建立DEM数据库，DOM数据库，属性数据库，及三维模型数据工作区，并建立高效的空间索引，从而保证三维漫游、显示的流畅和空间查询，分析的快速、高效性。
2.4.2.2系统的模块设计：
如图3为系统的模块设计框架。
2.4.2.3建立多源数据库，包括DEM数据库，DOM数据库，属性数据库，及三维模型工作区；
（1）DEM数据库采用CCGIS建立，对于一个较小的区域，DEM可以作为单独的一个文件进行处理。直接打开文件即可进行浏览或操作，如果涉及一个较大区域的 DEM 数据管理与浏览，则应先建立数据库再行使用。其基本步骤是：① 新建工程（工作区管理菜单）：确定存放地址、名称和范围等；②连续递交多个DEM入库：可以选择多个DEM文件向选定的数据库进行递交。③ 建立金字塔数据库：根据范围大小确定合适的比例尺变化序列，因为最底层和最上层的比例尺由系统自动确定，用户只要决定中间的两层。④ 建立了多比例尺的数据库，即可直接打开工程进行浏览，否则，只能根据索引图（改变显示维数）打开指定图幅或范围的数据。