三维GIS在江宁区国土资源"一张图"中的应用

■王丙涛

（江苏省测绘工程院 江苏南京 210013）

三维GIS在江宁区国土资源"一张图"中的应用

■王丙涛

（江苏省测绘工程院 江苏南京 210013）

本文以江宁区国土资源"一张图"项目建设为例，阐述了三维GIS在国土资源"一张图"工程中的应用场景和技术流程，在统一的地理空间框架基础上实现多源数据的三维一体化管理，从而在一定程度上提升了整体的国土资源信息化管理水平。

三维GIS虚拟现实实景三维

1 引言

近年来，计算机技术特别是计算机图形学的发展，使得显示和描述三维实体的几何特征和属性特征成为可能，与二维GIS相比，三维GIS具有对空间信息的直观可视化表达、可进行多维度上的空间分析等优势，这使得三维GIS成为国土资源“一张图”工程的重要组成部分。国土资源“一张图”工程涉及矢量地图、遥感影像、数字高程模型、专题业务数据等多源异构数据的统一管理，从而准确掌握国土资源现状和历史数据。三维GIS作为一种更加直观化的立体展示方式，在有机融合多源数据的基础上，和二维GIS形成优势互补，对于实现国土资源共享、景观再现和辅助决策支持有着重要意义[1]。如何在“一张图”工程中综合使用三维GIS、虚拟现实和实景三维等技术手段提升整体的国土资源信息化管理水平、以及达到什么效果，是本文阐述的重点。

本文以江宁区国土资源“一张图”项目建设为例，阐述了三维GIS在国土资源“一张图”工程中应用场景和技术流程，在统一的地理空间框架基础上实现多源数据的三维一体化管理，从而在一定程度上提升了整体的国土资源信息化管理水平。该项目综合采用了多种三维GIS技术进行尝试，综合展示查询平台采用SkylineGlobe，地热资源场景再现采用SUN3D虚拟现实平台，农家乐专题采用360度实景三维技术。此外，露采矿山宕口资源的测量过程中还采用了徕卡的三维激光扫描仪，激光扫描技术应用于露采矿山宕口资源的调查是一次很好的技术尝试。

2 项目实施

2.1 基于SkylineGlobe的三维综合展示平台

江宁区国土资源“一张图”三维综合展示平台基于SkylineGlobe平台整合国土相关业务信息打造而成，通过三维交互的方式来展示大量的空间地理数据，并在此基础上整合自身的业务平台。江宁区三维地形影像大场景采用0.3米地面分辨率航摄影像和1:10000的数字高程模型生成，在三维场景构造过程中，如何快速获取江宁全区地面建筑物高度信息是一技术难点。采用机载激光雷达技术可以快速获取江宁全区的数字地表模型（DSM），将激光雷达数据自动分类提取出DEM数据，综合利用DSM和DEM数据便可快速获取大面积的地面建筑物高度信息。

系统主要功能特点如下：（1）海量数据的高效管理；（2）数据搜索查询，搜索模块主要实现兴趣点、建筑物、矢量线和矢量面的关键词或空间位置搜索，搜索结果双击定位和高亮闪烁；（3）复杂的三维分析功能，分析模块实现了基于三维场景的距离量算、面积量算、体积量算、通视分析、淹没分析、日照分析等分析功能。

2.2 基于SUN3D虚拟现实技术的地热资源专题

SUN3D平台是上海创图网络科技发展有限公司自主研发，以一种基于浏览器的三维网页实现方法VGS发明专利技术为核心的新一代虚拟现实开发工具软件。

江宁拥有丰富的地热资源，“一张图”二三维一体化的设计使得地热资源的相关信息得到全面展示，如果地热资源存在三维模型数据，就可以切换到基于SUN3D虚拟现实平台的三维模式进行展示。虚拟现实精细建模区域包括百家湖周边地区和汤山颐尚温泉度假村。

图2-1 地热保护带范围图

图2-2 汤山颐尚温泉度假村三维场景

2.3 基于三维激光扫描技术的宕口资源普查专题

为进一步做好为宕口管理部门对现状分析利用及整治工作，江宁区国土资源宕口专题对欲进行整治的22个宕口采用三维激光扫描仪结合传统测绘方法进行精细化测绘，建立相关宕口的精细化三维模型，在基于江宁区国土资源“一张图”综合监管平台上，显示所需关注调查的宕口基本信息，包括宕口分布位置、宕口实际开采面积、范围、现状等信息。图2-3为麒麟炼灰场三维激光扫描数据在徕卡TrueView软件中的可视化显示及量测。

徕卡三维激光扫描系统C10，是利用激光测距的原理，密集的记录目标物体的表面三维坐标、反射率和纹理信息，对空间进行真实的三维记录。宕口三维地形的获取采取多基站进行扫描，通过后期数据综合处理，形成宕口三维地形模型，并将此区域模型与江宁全区大场景DEM进行无缝融合，达到对大场景DEM的局部精细化修正的效果，如图2-4。

2.4 基于实景三维技术的农家乐专题

实景三维技术是一种运用数码相机对现有场景进行多角度环视拍摄然后进行后期缝合并加载播放程序来完成的一种三维虚拟展示技术。江宁国土“一张图”农家乐调查项目中就很好的利用了此项技术。

图2-3 麒麟炼灰场三维扫描数据

图2-4 大场景DEM局部修正图

图2-5 农家乐实景采集点分布图

图2-6 实景三维和二维地图的分屏显示

3 结束语

江宁区国土资源“一张图”项目中成功采用了多种三维和虚拟现实技术，为三维GIS在国土行业中的应用开拓了新的应用场景，取得了一定的成果。基于SkylineGlobe平台的综合展示系统解决了海量数据发布的问题，并且和二维应用共享底层数据库，在一定程度上做到了二三维一体化。实景三维技术作为三维展示平台的有益补充，也展现出了其制作快捷、更新方便、成本较低的优势。但是，三维技术在江宁区国土资源“一张图”中的应用离真正意义上的三维立体管控还有一定的距离，很多方面还需要进一步的探讨和尝试。

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[3]周卫娟,吴相赕,刘宁宁,苏巧灵.省级国土资源"一张图"数据库建设关键技术研究 [J].现代测绘,2012,(01):43-47.

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[5]杭邦明.南京市江宁区露采矿山地质环境现状及整治措施研究 [J].江苏地质,2004, (03):177-179.

[6]宁新林,石叶梅,刘红胜.省级三维国土资源一张图展示与分析系统的建设 [J].测绘通报,2013,(02):95-98.

P2[文献码]B

1000-405X（2015）-10-250-2

王丙涛（1978～），男，硕士研究生，工程师，研究方向为数字城市和天地图建设。