基于Skyline的数字城市三维可视化系统的研究——以天津市某实验区为例

摘要

城市是人类生活的重要聚集地，是人类文明成果产生、传播和发展的主要场所。随着“数字城市”理论的不断完善，构建数字城市三维可视化系统已成为地理信息系统(GIS)领域的研究热点。数字城市的可视化使得我们对城市观察方式发生了改变,逼真模型和三维景观的建立无疑成为了人们认知城市的新方式。数字城市是遥感、遥测、数据库与地理信息系统、全球定位系统、互联网络、仿真与虚拟技术等现代科技的高度综合集成和升华,是当今科技发展的制高点。
　　 本文依据系统开发的原则，结合“数字城市”建设的需求，对数字城市三维可视化系统进行了总体设计，并介绍说明了各种实验数据的来源与制作方法。三维景观模型的构建是整个系统的核心，为此本文从三维地形模型和三维地物模型的构建着手，探讨了三维景观模型的构建方法。首先通过将实验区地物地形地理信息数据导入3DMAX 来制作三维地物模型即.x 文件，为在生成三位景观中达到较好显示效果，需要把.x 文件转换成.xpc 文件。其次将航片、卫星影像、地形数据、数字高程模型以及各种矢量地理数据进行相应前期处理，然后叠加并加载到Skyline软件的Terra Builder 模块中，生成三维地形景观即.mpt 格式的文件，形成Terra Explorer Pro软件所需要的地形数据库。然后在Terra Explorer Pro 中，导入三维地形模型即.MPT 文件和三维地物模型即.xpl 文件，进行三维景观的初步建立，进行编辑操作，形成真实、准确的3D 地理模型，进而生成真实的数字城市三维景观模型即FLY 文件。最后，在三维景观模型建立的基础上，采用VB+TerraDeveloper5.0 对系统进行开发，初步实现了三维基本操作、空间分析、通视分析、三维漫游等基本功能。
　　 数字城市三维可视化系统以直观的三维景观代替了抽象的地图符号，这就使得地图超出了传统的地理信息符号化、空间信息水平化和地图内容静止化的状态,进入了动态、时空变换、多维的可交互的地图时代。同时，三维景观模型的建立为各行各业的三维应用提供平台支持，并为各种空间分析创造了良好的条件。通过对平台的数字化管理，为城市规划、建设与运营管理、安全管理、决策支持等提供直观的三维信息化服务，大力提高了城市空间信息共享和利用水平。