电子沙盘的制作及应用

张子凡 王星东 段世明

摘 要：本文通过ArcGIS对图层要素进行分类，生成相关的要素图层。通过开发相应的软件结合数据模型，实现属性表、要素高亮度显示、更换要素和标注等功能，最终生成一个完整的兰州市城关区电子沙盘展示系统。

关键词：电子沙盘;DEM;ArcGIS;数字城市

中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：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

智慧城市和数字沙盘等在国外很早就引起了重视。2009年，美国开始对智慧城市进行初步探索[1]。现今，电子沙盘技术是智慧城市的一种表现形式。中国著名的电子沙盘系统是南水北调中使用的电子沙盘[2]。为有效解决现今城市发展与改造过程中出现的诸如城市内涝、地下管网布设等相关问题，本文通过ArcGIS组件式开发为其提供相对应的分析工具[3]，制作与城市相关的DEM沙盘，结合数据进行综合分析，并将得出的结果与地形沙盘相贴合，以更加具体地表现出经过分析得出的结果。

1 沙盘制作

本系统中需要一块空白匹配沙盘用来搭载投影数据，沙盘是这个系统中的载体，是基于甘肃省兰州市城关区的地理模型制作的。通过获取目标区域的DEM数据，将其导入ArcSence中，调整合适的比例尺、垂比等参数，然后生成三维模型，用3D打印技术打印，便可以快速成型。成型之后，需要对其表面进行固化，通过填充石膏等材料对表面进行保护。最后，还需要对表面涂一层反射图层，以增强投影效果与层次感，并降低外界光线影响。

2 数据处理

选择的数据源为兰州市城关区公园分布图的数据。该图像原来为DWG格式，直接将DWG格式的数据导入ArcGIS中时会导致数据丢失，且以DWG格式导入的数据会导致注释层为乱码，因此需要將数据转换为SHP格式，转换后的原始图如图1所示。

从图1可以看出，数据过于繁杂，所有的线数据都混在同一个图层中。因此，必须分成多个图层，如房屋、河流、主街、小路、铁路等要素，通过矢量化，使整张图像数据量减少的同时，减轻数据加载负担。

3 功能实现

3.1 导入SHP数据

SHP数据是ArcGIS中的一种重要数据格式，这种数据是ArcGIS中数据处理的基础数据，因此导入SHP文件也是本软件平台的首要功能。导入数据后的结果如图2所示，所有图像均为矢量化数据。该图内包含线要素与面要素，由于点要素是通过数据转化直接获得，因此，将点要素也重新矢量化。

3.2 加载栅格地图

栅格数据作为GIS的另一大主要数据源，大多通过遥感图像或者卫星影像获取。与SHP格式相比，该格式的数据更为直观，但是数据量太大不方便数据存储。可以加载三种格式的栅格地图，分别为bmp格式、tif格式和jpg格式。在加载栅格数据功能时，与加载SHP文件不同的是，在加载过程中要构建影像金字塔，不然无法构建栅格数据。

3.3 打开mxd文档

mxd文档是ArcGIS的文档文件，包含很多点、图层、符号等要素，在了解其所包含的信息后将此功能加入这一模块。

3.4 鹰眼功能

鹰眼功能是制作一个与主视图相关的地图控件，在这个控件中主要用于显示与主视图内容相同的缩略图像，并且在鹰眼控件中加入与主视图相同的操作事件，就可监听对主事件的任意操作。鹰眼功能在实际应用中主要通过红色框来帮助用户寻找现操作的地图区域，并用于确定目标区域与整张图像的位置关系。

3.5 目标区域的高亮度显示

目标区域的高亮度显示主要用于查询，通过高亮度来提示客户。通过SQL语句进行查询，通过查询图层名来查找该项目的属性。图3是查询铁路并将其高亮度显示的结果图。

3.6 符号变换

符号是对图像的解释。如果将整幅图像用同一种符号解释，会对用户不够友好，使用户的可视化程度有所降低，调整符号是一种必要的功能。通过添加图层符号的单击事件，获取软件内部的符号库，并对每一种符号进行调整，增加图像的可视性与可读性。符号变换图如图4所示。选择所应用的符号库中的符号，从开始的默认色变为有一定宽度的黑色，这使得所有图幅的要素便于观察，强调重点区域。

3.7 属性表显示

属性表作为GIS数据存储的一种方式，数据存在数据库中的表单内，因此每一个GIS软件都具有显示查看属性表的功能。属性表通过对TOCControl事件的调用，通过点击图层名查看。

4 投影沙盘的展示

投影沙盘即是沙盘与投影相结合，图5是投影沙盘高亮度显示图。图5中所显示的蓝色数据即为高亮度显示的铁路线。该功能的目的是查询相关数据并将其高亮度显示在地图上。

5 结语

本文主要介绍了投影沙盘系统的组成、制作过程及其功能。投影沙盘要根据所选区域的DEM模型进行实体沙盘制作，然后进行数据处理和图层分类。

参考文献：

[1]陈如明.智慧城市定义与内涵解析[J].移动通信，2013（Z1）：5-9.

[2]段德强.动态展会沙盘的设计与研制[D].武汉：华中科技大学，2011.

[3]李娟.我国智慧城市建设存在的问题及对策研究[D].湘潭：湘潭大学，2015.