電子沙盤的制作及應用

張子凡 王星東 段世明

摘 要：本文通過ArcGIS對圖層要素進行分類，生成相關的要素圖層。通過開發相應的軟件結合數據模型，實現屬性表、要素高亮度顯示、更換要素和標注等功能，最終生成一個完整的蘭州市城關區電子沙盤展示系統。

關鍵詞：電子沙盤;DEM;ArcGIS;數字城市

中圖分類號：P208文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）28-0024-02

Abstract： This paper classified the layer elements through ArcGIS， and generated relevant elements. By developing corresponding software and data model， the functions of attribute table， high brightness display of elements， replacement of elements and labeling were realized. Finally， a complete electronic sand table display system of Chengguan District of Lanzhou City was created.

Keywords： electronic sand table;DEM;ArcGIS;digital city

智慧城市和數字沙盤等在國外很早就引起了重視。2009年，美國開始對智慧城市進行初步探索[1]?，F今，電子沙盤技術是智慧城市的一種表現形式。中國著名的電子沙盤系統是南水北調中使用的電子沙盤[2]。為有效解決現今城市發展與改造過程中出現的諸如城市內澇、地下管網布設等相關問題，本文通過ArcGIS組件式開發為其提供相對應的分析工具[3]，制作與城市相關的DEM沙盤，結合數據進行綜合分析，并將得出的結果與地形沙盤相貼合，以更加具體地表現出經過分析得出的結果。

1 沙盤制作

本系統中需要一塊空白匹配沙盤用來搭載投影數據，沙盤是這個系統中的載體，是基于甘肅省蘭州市城關區的地理模型制作的。通過獲取目標區域的DEM數據，將其導入ArcSence中，調整合適的比例尺、垂比等參數，然后生成三維模型，用3D打印技術打印，便可以快速成型。成型之后，需要對其表面進行固化，通過填充石膏等材料對表面進行保護。最后，還需要對表面涂一層反射圖層，以增強投影效果與層次感，并降低外界光線影響。

2 數據處理

選擇的數據源為蘭州市城關區公園分布圖的數據。該圖像原來為DWG格式，直接將DWG格式的數據導入ArcGIS中時會導致數據丟失，且以DWG格式導入的數據會導致注釋層為亂碼，因此需要將數據轉換為SHP格式，轉換后的原始圖如圖1所示。

從圖1可以看出，數據過于繁雜，所有的線數據都混在同一個圖層中。因此，必須分成多個圖層，如房屋、河流、主街、小路、鐵路等要素，通過矢量化，使整張圖像數據量減少的同時，減輕數據加載負擔。

3 功能實現

3.1 導入SHP數據

SHP數據是ArcGIS中的一種重要數據格式，這種數據是ArcGIS中數據處理的基礎數據，因此導入SHP文件也是本軟件平臺的首要功能。導入數據后的結果如圖2所示，所有圖像均為矢量化數據。該圖內包含線要素與面要素，由于點要素是通過數據轉化直接獲得，因此，將點要素也重新矢量化。

3.2 加載柵格地圖

柵格數據作為GIS的另一大主要數據源，大多通過遙感圖像或者衛星影像獲取。與SHP格式相比，該格式的數據更為直觀，但是數據量太大不方便數據存儲。可以加載三種格式的柵格地圖，分別為bmp格式、tif格式和jpg格式。在加載柵格數據功能時，與加載SHP文件不同的是，在加載過程中要構建影像金字塔，不然無法構建柵格數據。

3.3 打開mxd文檔

mxd文檔是ArcGIS的文檔文件，包含很多點、圖層、符號等要素，在了解其所包含的信息后將此功能加入這一模塊。

3.4 鷹眼功能

鷹眼功能是制作一個與主視圖相關的地圖控件，在這個控件中主要用于顯示與主視圖內容相同的縮略圖像，并且在鷹眼控件中加入與主視圖相同的操作事件，就可監聽對主事件的任意操作。鷹眼功能在實際應用中主要通過紅色框來幫助用戶尋找現操作的地圖區域，并用于確定目標區域與整張圖像的位置關系。

3.5 目標區域的高亮度顯示

目標區域的高亮度顯示主要用于查詢，通過高亮度來提示客戶。通過SQL語句進行查詢，通過查詢圖層名來查找該項目的屬性。圖3是查詢鐵路并將其高亮度顯示的結果圖。

3.6 符號變換

符號是對圖像的解釋。如果將整幅圖像用同一種符號解釋，會對用戶不夠友好，使用戶的可視化程度有所降低，調整符號是一種必要的功能。通過添加圖層符號的單擊事件，獲取軟件內部的符號庫，并對每一種符號進行調整，增加圖像的可視性與可讀性。符號變換圖如圖4所示。選擇所應用的符號庫中的符號，從開始的默認色變為有一定寬度的黑色，這使得所有圖幅的要素便于觀察，強調重點區域。

3.7 屬性表顯示

屬性表作為GIS數據存儲的一種方式，數據存在數據庫中的表單內，因此每一個GIS軟件都具有顯示查看屬性表的功能。屬性表通過對TOCControl事件的調用，通過點擊圖層名查看。

4 投影沙盤的展示

投影沙盤即是沙盤與投影相結合，圖5是投影沙盤高亮度顯示圖。圖5中所顯示的藍色數據即為高亮度顯示的鐵路線。該功能的目的是查詢相關數據并將其高亮度顯示在地圖上。

5 結語

本文主要介紹了投影沙盤系統的組成、制作過程及其功能。投影沙盤要根據所選區域的DEM模型進行實體沙盤制作，然后進行數據處理和圖層分類。

參考文獻：

[1]陳如明.智慧城市定義與內涵解析[J].移動通信，2013（Z1）：5-9.

[2]段德強.動態展會沙盤的設計與研制[D].武漢：華中科技大學，2011.

[3]李娟.我國智慧城市建設存在的問題及對策研究[D].湘潭：湘潭大學，2015.