ArcGIS三維解決方案.doc

ArcGIS 三維解決方案ArcGIS為3D GIS提供了全面的解決方案：ArcMap, ArcGlobe內(nèi)容制作ArcSDE桌面3DGIS應用ArcGlobeArcEngine 3DGIS服務ArcGIS ServerArcGIS Server Web 瀏覽器ArcGIS ExplorerArcGlobe利用ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎來存儲和管理空間地圖數(shù)據(jù)，通過ArcMap、ArcGlobe等桌面軟件來制作準備二維、三維地圖數(shù)據(jù)文件，然后通過ArcGIS Server發(fā)布和管理地圖服務，供ArcGlobe、ArcGIS Explorer和Web瀏覽器等客戶端來訪問。與二維GIS一樣，3DGIS同樣包含了數(shù)據(jù)可視化、空間分析、數(shù)據(jù)管理三個部分。Geodatabase模型將徹底支持3D，不是2.5D的可視化，而是真3D的數(shù)據(jù)對象和要素，同時，ArcGIS還提供了處理3D數(shù)據(jù)模型的分析工具，包括3D line of site、對象的3D buffering、envelopes和體積表現(xiàn)的可視化和三維分析。一、地圖數(shù)據(jù)組織和管理數(shù)據(jù)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，3D GIS數(shù)據(jù)包括：主要成分l 建筑及構(gòu)造物l 底圖或航片/衛(wèi)星圖片l 數(shù)字地形模型(DEM)視覺增強輔件：l 植物l 街景構(gòu)件l 字標動態(tài)數(shù)據(jù)：l 交通l 街燈l 樹木1、三維數(shù)據(jù)建庫流程數(shù)據(jù)準備階段 可獲取的資源 影像數(shù)據(jù)；(DOM、DEM) 矢量數(shù)據(jù)；(路網(wǎng)、管網(wǎng)、電網(wǎng)) 地名數(shù)據(jù)；(Label、Annotation) 模型數(shù)據(jù)；(Multipatch、SketchUp、3dMax) 其他GIS數(shù)據(jù)；(GDB、Shp)2、創(chuàng)建三維場景利用桌面軟件ArcGlobe來創(chuàng)建三維場景，添加需要的各種要素，如文字標注、街景和植被數(shù)據(jù)、三維建筑模型等等。其中三維建筑模型可以用二維底圖來構(gòu)建，也可以導入第三方軟件（如Sketchup、3DMAX）做好的3D模型數(shù)據(jù)。添加文字標注添加植被導入3d模型二、ArcGIS Server發(fā)布地圖服務內(nèi)容制作層表現(xiàn)層(任何瀏覽器)Globe ServicesMap &ChartServicesImage-ProcessingServicesOpen Web ServicesTracking& RSS Services服務和發(fā)布層2-D Viewers3-D ViewersMetadataCatalog ServicesGeo-ProcessingServicesCOPEnterprise Service Bus MobileDesktopServerArcGIS Server 是功能強大的基于服務器的 GIS 產(chǎn)品，用于構(gòu)建集中管理的、支持多用戶的、具備高級GIS功能的企業(yè)級GIS應用與服務，如：空間數(shù)據(jù)管理、二維三維地圖可視化、數(shù)據(jù)編輯、空間分析等即拿即用的應用和類型豐富的服務。ArcGIS Server 提供廣泛的基于 Web 的 GIS 服務，以支持在分布式環(huán)境下實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)管理、制圖、地理處理、空間分析、編輯和其它的GIS功能。ArcGIS Server 主要功能包括： 支持二維三維地圖可視化；除標準瀏覽器外，還支持ArcGISDesktop和ArcGIS Explorer等桌面客戶端；可以集成多種GIS服務；支持標準的WMS、WFS；提供配置、發(fā)布和優(yōu)化GIS服務器的管理工具；提供.NET和Java軟件開發(fā)工具包；提供通用的框架在企業(yè)內(nèi)部建立和分發(fā)GIS應用；提供操作簡單、易于配置的Web應用；提供通用的GIS數(shù)據(jù)管理框架；支持在線的空間數(shù)據(jù)編輯和專業(yè)分析；1）通過ArcGIS桌面進行內(nèi)容創(chuàng)建和發(fā)布 ArcGIS Server 利用ArcGIS桌面產(chǎn)品創(chuàng)建用來發(fā)布的地圖，Globe以及空間處理任務，然后在ArcGIS Server上進行發(fā)布。發(fā)布過程既可以在ArcGIS桌面中的ArcCatalog環(huán)境下進行，也可以在基于瀏覽器的ArcGIS Server管理器中完成。如果想要共享這些資源，你可以首先在ArcGIS Server中使用這些資源創(chuàng)建Web服務，然后通過各種客戶端產(chǎn)品（也可以是其他的服務器）訪問和使用這些資源。2）二維地圖服務 二維地圖服務提供對ArcMap文檔（.mxd）內(nèi)容的訪問。創(chuàng)建地圖服務之前，必須在ArcMap中首先創(chuàng)建一個地圖文檔，然后發(fā)布為地圖服務。創(chuàng)建地圖緩存（可選）地圖緩存是在多級比例尺下預先渲染的分塊的地圖集合，用來提高地圖顯示和使用的效率。因為地圖影像不需要根據(jù)用戶的請求動態(tài)實時地渲染生成，因此緩存服務可以大大提高顯示速度。然而，因為地圖影像是在創(chuàng)建地圖緩存時預先計算生成的，因此地圖緩存只能用來提供靜態(tài)的地圖內(nèi)容。地圖緩存保存了一系列比例尺下的地圖數(shù)據(jù)，每個比例尺對應一定詳細程度和分辨率的地圖信息。在構(gòu)建應用之前，一個好的設(shè)計首先要確定使用哪些比例尺，以及包含何種詳細程度的地圖信息。ArcMap和它所包含的按比例地圖顯示功能可以用來生成和維護高性能的地圖緩存。3）Globe服務 在ArcGlobe中創(chuàng)建的Globe文檔可以發(fā)布為ArcGIS Server 的Globe服務。Globe服務提供對三維地球的訪問能力，我們可以交互使用三維地球，并將它與其他地理信息疊加顯示。我們可以在ArcGlobe， ArcReader和新的免費的ArcGIS Explorer應用中使用globe服務。Globe服務還可以被發(fā)布為KML服務，被其他的可視化應用所使用。通過ArcGIS Server創(chuàng)建自己的虛擬全球視圖：通過ArcGIobe和ArcGIS Server，你可以創(chuàng)建完全基于自己GIS數(shù)據(jù)內(nèi)容的2D和3D虛擬地球視圖，并維護變化的信息。每個GIS應用都經(jīng)常需要使用自己的數(shù)據(jù)信息，并訪問特定的任務和執(zhí)行操作。GIS用戶必須能夠基于自己的數(shù)據(jù)構(gòu)建可視化和分析應用。4）空間處理服務空間處理的基本目的是為了幫助你自動完成GIS任務。幾乎所有應用GIS的地方都會包含一些需要重復執(zhí)行的工作。因此產(chǎn)生了構(gòu)建一個空間處理框架的需求，在這個框架下，支持多步驟任務的定義和自動完成，支持工作流模型文檔的編制，以及模型的共享。空間處理還支持空間建模和空間分析功能，它可以讓我們更好的理解，分析和把握問題的方方面面。ArcGIS Server提供一個簡單的機制可以將服務器上的空間處理工具和模型發(fā)布為任務，供遠程的客戶端調(diào)用，而任務本身在服務器端執(zhí)行。GIS服務器提供的將空間處理模型和腳本發(fā)布為Web服務的能力，使得它變得異常強大。這些功能可以被多種客戶端訪問和使用，而不用考慮到客戶端應用的類型。在上面的例子中，可以根據(jù)事故點進行電網(wǎng)故障追蹤。這個功能是作為ArcGIS Explorer 中的一個任務提供的。通過ArcGIS Explorer發(fā)送一個請求到ArcGIS Server的空間處理服務，由ArcGIS Server完成后臺的分析。分析結(jié)果一方面以圖形方式顯示在3D地圖中，另一方面提供故障診斷報告，并進行故障點定位。三、性能優(yōu)化由于WebGIS對數(shù)據(jù)傳輸效率的要求高，加上GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量較大，為了提供系統(tǒng)整體顯示效率，ArcGIS提供了系列性能優(yōu)化方案：u 比例尺分級顯示-以數(shù)據(jù)精度為基準，按照顯示比例尺有層次的加載數(shù)據(jù)，提升整體三維顯示效率。u 數(shù)據(jù)緩存-創(chuàng)建ArcGlobe創(chuàng)建緩存瓦片，以提高瀏覽速度 u 模型紋理調(diào)整四、三維分析GIS功能ArcGISServer提供了三維分析擴展模塊， 3D 擴展提供了一套 3D GIS 功能用于創(chuàng)建和分析表面。3D 擴展添加了一些基于3D和地形的地理處理操作，這些操作可以發(fā)布為Web服務。三維緩沖區(qū)分析五、客戶端展示ArcGIS Server發(fā)布的三維地圖服務，可以通過ArcGlobe、ArcGIS Explorer等客戶端來顯示ArcGIS Explorer介紹ArcGIS Explorer是一個可以免費下載的3D高性能可視化客戶端，由ArcGIS Server提供強大的空間信息瀏覽功能，無論是2D還是3D的信息并提供了強大的對數(shù)據(jù)的查詢和分析任務。ArcGIS Explorer通過訪問ArcGIS Server提供的強大的完整的GIS功能，整合了GIS數(shù)據(jù)集與基于服務器的空間處理功能，提供了空間處理和3D服務。ArcGIS Explorer也可以使用本地數(shù)據(jù)和ArcIMS的服務，ArcWeb Services，OGC WMS和KML，具有開發(fā)性和互操作能力。ArcGIS Explorer可以被任何個人和專業(yè)人員下載和使用。ArcGIS Explorer可以訪問ArcGIS Server提供的完整的GIS功能。通過ArcGIS Explorer，我們可以：無縫的以2D和3D方式瀏覽整個世界的數(shù)據(jù)；集成本地數(shù)據(jù)以及來自ArcGIS Server，ArcIMS的服務和數(shù)據(jù)，OGC WMS或ArcWeb Services；ArcGIS Explorer還支持KML和KMZ格式的數(shù)據(jù)文件；通過任務進行GIS分析，如可視化分析，建模，鄰域查找和統(tǒng)計分析；以地圖的方式回答跟地理相關(guān)的問題，并與他人共享你的結(jié)果；使用自有的服務器上的數(shù)據(jù)和地圖，并與其他服務器上的數(shù)據(jù)聯(lián)合使用ArcGIS Explorer可以使用ArcGIS Online發(fā)布的內(nèi)容和功能，包括全套的地理底圖數(shù)據(jù)和圖層數(shù)據(jù)以及一些幫助用戶初步構(gòu)建三維地球或者二維地圖的核心工具。ArcGIS Explorer也支持各種各樣的通用GIS數(shù)據(jù)源，包括ArcGIS地圖服務和數(shù)字地球服務，圖層文件、圖層包、柵格文件、shapefile文件、geodatabase等。另外，用戶還能導入GPS數(shù)據(jù)或者連接到GeoRSS來訂閱數(shù)據(jù)源。照片、報表和鏈接以及其他數(shù)據(jù)也能被嵌入地圖，并通過ArcGIS Explorer新的地圖演示模式來顯示。ArcGIS Explorer新增了2D/3D切換的功能按鈕，點擊它可以自由地切換ArcGIS Explorer的2D視圖和3D視圖模式，從而為用戶提供完整的地圖可視化控制功能。ArcGIS Explorer可以通過添加插件的方式對其功能進行擴展，添加的擴展新功能可以直接集成到應用程序的Ribbon工具欄中。用戶可以在ESRI網(wǎng)站上下載大量的插件實例使用，同時用戶可以通過ArcGIS Explorer 軟件開發(fā)包（SDK）開發(fā)自己的插件。六、ArcGIS 10三維GIS新特性ArcGIS10 提供完整三維GIS系統(tǒng)，如下圖：1、可視化增強 二維緩存地圖的渲染更快 減少創(chuàng)建緩存的需求。 提高了文字注記和點標注的顯示性能 內(nèi)置的沖突檢測避免文字顯示壓蓋。 提高了三維模型的顯示性能 自動的紋理處理機制 提高了三維矢量顯示性能。 通過OpenGL模板緩沖機制(OpenGL stencil buffers)處理環(huán)繞地表(surface-hugging)的矢量要素 內(nèi)存緩存設(shè)置存在地圖文檔中 分別為每個ArcGlobe文檔設(shè)置內(nèi)存緩存的大小，并為其中的各類圖層分配大小合適的內(nèi)存。 視頻圖層 完全動態(tài)的視頻可按地理坐標貼到ArcGlobe中的地表上。這個視頻不是一個獨立的窗口去顯示，而是貼到了地表上。 2、創(chuàng)建和管理三維數(shù)據(jù)的新功能 在ArcGlobe和ArcScene均有標準的編輯環(huán)境，可以創(chuàng)建和維護帶高程值(z-aware)的GIS和多面體要素 完全基于模板編輯方式，所見即所得的編輯效果 標準的編輯功能 開始編輯、結(jié)束編輯、保存編輯。 支持捕捉功能和其它高精度編輯選項（例如平行線、垂直線、偏離和絕對XYZ坐標值） 移動、旋轉(zhuǎn)、改變尺寸和模型替換等一些列高級編輯功能 能夠?qū)⑷S模型（例如COLLADA文件(3d標準格式)）以multipatch形式直接加載到三維視圖中，并進行相應的移動、改變尺寸、旋轉(zhuǎn) 3、三維分析功能增強 增加了三維布爾運算 例如相交(Intersect 3D)、合并(Union 3D)和包含(Inside 3D)運算。（應用于閉合的multipatche模型） 增加了創(chuàng)建虛擬城市工作流所需要的GP工具， 例如Skyline和Skyline Barrier工具 增強了現(xiàn)有的GP工具以更好地表現(xiàn)三維： 例如，Select by Location工具可利用三維距離作選擇，multipatch對象可應用于視線分析 在三維中進行交互式測量 沿地表距離的距離、三維對象高度、兩點間的三維距離。 三維的網(wǎng)絡(luò)分析 增強了三維分析GP功能 新增26個GP工具 4、數(shù)據(jù)共享增強 利用ArcGIS Server可以方便的實現(xiàn)三維GIS地圖和三維分析地理處理工具的服務發(fā)布。 增強kml支持、可以對kml實現(xiàn)查詢，顯示kml細節(jié)內(nèi)容。 動畫功能支持導出高質(zhì)量的視頻和影像序列（一序列的幀導出到一個文件夾）。 能夠從ArcGlobe和ArcScene中導出更大（比desktop大）的圖片(images)。5、完整的二三維一體化實現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化（1）、原有二維數(shù)據(jù)無需進行格式轉(zhuǎn)換，避免了準備兩份數(shù)據(jù)，減少空間冗余，易于更新維護； （2）、構(gòu)建三維場景時，原有數(shù)據(jù)可以使用原二維數(shù)據(jù)高效的空間索引、影像金字塔、并且支持動態(tài)投影，減少再次數(shù)據(jù)處理時間，為高效運行提供了保障編輯一體化（1）、二維和三維場景采用同樣的基于模板編輯，支持標準 GIS 數(shù)據(jù)編輯功能（要素模板、增、刪、改，屬性編輯等），三維捕捉，三維圖形編輯等； （2）、所見即所得編輯方式，三維下編輯數(shù)據(jù)跟二維下面一樣的簡單。存儲和管理一體化（1）、管理三維數(shù)據(jù)就如同管理二維數(shù)據(jù)一樣的簡單； （2）、通過版本進行管理和追蹤數(shù)據(jù)變更； （3）、為三維模型進行空間分析提供了對象、要素基礎(chǔ)符號一體化（1）、二維和三維場景采用同樣的符號庫、填充庫、線型庫，降低了符