一種二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式研究與應(yīng)用

■閔　星　董　微（天津市測(cè)繪院天津300381）

一種二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式研究與應(yīng)用

■閔星董微
（天津市測(cè)繪院天津300381）

在三維GIS空間分析技術(shù)取得突破之前，二三維一體化GIS仍然是一種兼取二維GIS與三維GIS優(yōu)勢(shì)、實(shí)用的GIS解決方案。本文結(jié)合具體的城市地下管線數(shù)據(jù)，基于DOA架構(gòu)思想，利用成熟的二維GIS軟件ArcGIS和三維GIS軟件Skyline，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式。

二三維一體化空間數(shù)據(jù)組織WebGIS WebService ArcGIS Skyline

1　引言

目前二維、三維GIS各有優(yōu)劣，WebGIS也愈發(fā)追求系統(tǒng)效率和地圖表現(xiàn)力，二三維一體化GIS，尤其是二三維一體化WebGIS，仍然存在強(qiáng)烈的應(yīng)用需求和很大的市場(chǎng)空間。二三維一體化GIS實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵即在于二三維空間數(shù)據(jù)的一體化組織與管理，而傳統(tǒng)的二三維一體化GIS往往“貌合神離”，前臺(tái)二三維聯(lián)動(dòng)展示看上去一體化，后臺(tái)二三維數(shù)據(jù)卻是分開(kāi)組織與管理，存在同步更新維護(hù)困難等問(wèn)題。本文提出了一種城市級(jí)別的二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式，與傳統(tǒng)的二三維一體化GIS空間數(shù)據(jù)組織形式相比，實(shí)現(xiàn)了二三維數(shù)據(jù)的同步實(shí)時(shí)顯示與同步更新維護(hù)，使二維GIS與三維GIS從內(nèi)到外、從后臺(tái)到前臺(tái)真正實(shí)現(xiàn)一體化，并實(shí)際應(yīng)用于天津市靜海縣二三維聯(lián)動(dòng)地下管線信息管理系統(tǒng)的建設(shè)。

2　二三維空間數(shù)據(jù)的一體化組織

2.1二維空間數(shù)據(jù)的組織

二維空間數(shù)據(jù)的組織采用二維GIS軟件ArcGIS來(lái)進(jìn)行，ArcGIS是一款成熟穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛的GIS軟件，其優(yōu)點(diǎn)無(wú)需多言。底層數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle10g，以表（Table）和字段（Field）的形式存儲(chǔ)二維空間信息與屬性信息。遵從ArcGIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)慣例，二維空間信息均存儲(chǔ)于各表的“Shape”字段，相關(guān)屬性信息存儲(chǔ)于同一張表的其他字段。對(duì)二維空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與讀取采用空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后把對(duì)空間數(shù)據(jù)的各種操作以WebService形式通過(guò)ArcGISServer進(jìn)行發(fā)布，Web客戶(hù)端通過(guò)調(diào)用WebService即可實(shí)現(xiàn)對(duì)二維空間數(shù)據(jù)的訪問(wèn)與操作。

2.2三維空間數(shù)據(jù)的組織

三維空間數(shù)據(jù)的組織采用三維GIS軟件Skyline來(lái)進(jìn)行，Skyline也是一款成熟優(yōu)秀的三維GIS軟件，其優(yōu)點(diǎn)在此不再贅述。底層數(shù)據(jù)庫(kù)采用同一個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，也以表（Table）和字段（Field）的形式存儲(chǔ)三維空間信息（包括三維空間坐標(biāo):x、y、h；三維空間姿態(tài)：航偏角Yaw、俯仰角Pitch、旋轉(zhuǎn)角Roll）與模型信息，同一類(lèi)別專(zhuān)題數(shù)據(jù)的二維空間信息與屬性信息及三維空間信息與模型信息均以字段（Field）形式存儲(chǔ)于同一張表（Table），例如供水管線的二三維信息均存儲(chǔ)于表TGSPIPELINE。

對(duì)于三維模型數(shù)據(jù)，具體到本文的城市地下管線模型，對(duì)于管點(diǎn)模型，在專(zhuān)題數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)根據(jù)不同的管點(diǎn)類(lèi)別將其賦予不同的管點(diǎn)模型并指向?qū)?yīng)的URL路徑；對(duì)于管線模型，在專(zhuān)題數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)根據(jù)不同的管線類(lèi)別及管徑可以設(shè)定管線模型剖面樣式（形狀及大小），也可以設(shè)定管線模型側(cè)面的貼圖樣式（形狀及顏色），這些信息與模型URL路徑信息一樣存儲(chǔ)于同一張表。前臺(tái)繪制時(shí)，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)讀取管線數(shù)據(jù)的三維空間信息及模型信息并將其放樣顯示成模型。

三維模型及三維場(chǎng)景均以文件形式存儲(chǔ)于服務(wù)器硬盤(pán)，Skyline可以利用TerraGate把三維模型數(shù)據(jù)以及三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)（MPT文件）以WebService形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，利用TerraExplorer配置三維地圖文檔生成FLY文件（類(lèi)似用ArcMap配置mxd文檔）時(shí)，將某一類(lèi)別管線數(shù)據(jù)的三維空間信息與模型信息均指向?qū)?yīng)的Oracle表中的特定字段（如上文所述，某類(lèi)管線表中模型數(shù)據(jù)字段里存儲(chǔ)的即是已發(fā)布的對(duì)應(yīng)管線模型的URL地址），最后，將TerraExplorer控件嵌入到開(kāi)發(fā)的網(wǎng)頁(yè)中并指向特定的FLY文件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維空間數(shù)據(jù)的訪問(wèn)與操作。

3　二三維數(shù)據(jù)一體化的應(yīng)用實(shí)踐

3.1數(shù)據(jù)顯示層面的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)

如前文所述，前臺(tái)網(wǎng)頁(yè)中二維地圖插件和三維地圖插件對(duì)數(shù)據(jù)的顯示都是通過(guò)實(shí)時(shí)訪問(wèn)各自發(fā)布的地圖服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。地圖服務(wù)是實(shí)時(shí)發(fā)布的，而各自的地圖服務(wù)又來(lái)源于同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，某類(lèi)專(zhuān)題數(shù)據(jù)的二三維空間信息又來(lái)源于同一張數(shù)據(jù)表，所以從后臺(tái)機(jī)制上保證了數(shù)據(jù)顯示時(shí)內(nèi)容的一致與時(shí)間的同步。

3.2數(shù)據(jù)操作層面的一體化

由于二維與三維的相關(guān)屬性數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在同一張數(shù)據(jù)表中,這種形式保證了二三維平臺(tái)在進(jìn)行某類(lèi)專(zhuān)題數(shù)據(jù)的屬性查詢(xún)、空間分析等操作時(shí)針對(duì)的都是同一張數(shù)據(jù)表。本文結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用中,屬性查詢(xún)時(shí)，在三種模式下均可實(shí)現(xiàn)且結(jié)果完全一致；空間分析時(shí)，由于三維GIS空間分析的局限性，空間分析功能通過(guò)二維平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，三維平臺(tái)通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)加載功能實(shí)時(shí)加載并直觀展示二維空間分析的結(jié)果,達(dá)到了數(shù)據(jù)操作層面的一致性。

4　結(jié)語(yǔ)

本文闡述了一種二三維一體化WebGIS的空間數(shù)據(jù)組織形式，有效解決了傳統(tǒng)二三維一體化GIS中二維空間數(shù)據(jù)與三維空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理不一致的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了二三維空間數(shù)據(jù)組織的真正一體化。通過(guò)實(shí)踐證明，本文闡述的二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式是可行的、有效的。同時(shí)，本文所述的空間數(shù)據(jù)組織形式仍然存在待解決的問(wèn)題，比如當(dāng)出現(xiàn)新的專(zhuān)題數(shù)據(jù)類(lèi)別時(shí)，無(wú)法基于B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新等，這也是今后的努力方向。本文旨在提出一種二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式，為城市GIS二三維一體化的研究提供一種借鑒。

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-134-1