2.5 维地图中空间数据的可视化探究

2024-04-19嘉兴市自然资源和规划局南湖分局朱琼浩

浙江国土资源 2024年3期

□嘉兴市自然资源和规划局南湖分局朱琼浩

2.5 维又称假三维，是一种将三维模型固定角度后输出的图像，具有类似三维模型的显示效果。近年来，2.5 维城市地图得到了快速发展（图1），涌现了一批互联网应用，如E都市、都市圈等。2.5维数字地图既拥有三维数字地图表现力丰富、视觉效果好的特点，又具备数据量小、访问速度快的优点，同时对网络环境、软硬件要求较低，能满足对三维地图的远程快速浏览访问需求，在传统二维地图和真三维地图之间起到了很好的过渡作用。

▲图1 模拟城市界面

嘉兴市从2015 年6 月启动了三维城市地图项目，重点对景点、建筑、道路等进行局部立体展示。经过多年的努力，目前嘉兴市主城区的三维现状模型已制作完成。在此基础上对三维景观模型按平行投影变换后，按照一定高度、视角和灯光效果进行渲染输出、加工制作即可得到数字侧视地图。先前发布在嘉兴市地理信息公共服务平台的“三维嘉兴”（图2）由于近几年未更新，加之上级部门对天地图的统一管理要求，目前暂未开放。新型智慧城市的建设推进以及国土空间数字化治理能力提升要求对2.5 维度数据深度整合与推广应用提出了更高的要求。

▲图2 嘉兴2.5维地图

一、空间数据现状及需求

目前，2.5 维地图仅停留在立体俯瞰虚拟城市层面，但同一空间单元中土地利用现状、地质环境、国土空间规划、土地管理、矿产管理、建设管理等业务数据尚未叠加融合，无法满足城市有机更新、规划审批、不动产登记工作中对各类审批管理类数据的查询与分析需求。为进一步推进智慧城市2.5 维一张图的业务应用，亟需整合搭载各种业务管理数据信息，减少因辨认地块而产生的差错，提升政府部门工作效率。

二、空间数据可视化优化

（一）地图专题图层优化

图层就像是含有文字或图形等元素的胶片，一张张按顺序叠放在一起，组合起来形成页面的最终效果，相似原理在Photoshop 软件进行图片编辑操作中就有成熟运用。在测绘与地理信息成果中，我们经常会见到各种专题地图，如中国地图出版社发行的《嘉兴市城市地图集》，包含有市域总览、历史印记、城区新貌、印象之旅等“图层”内容；又如我们平常使用的手机地图中，除了经常用到的普通地图外也有大量的专题图层，如城市热力图、迁徙地图以及之前应用较广泛的疫情地图等。

本次研究以2.5 维地图作为专题图层底图，研究如何有效叠加各类专题要素。以自然资源和规划管理全流程数据为例，地块和房屋空间数据是基础信息。地块作为面状空间数据要素载体（表1），表现为2.5 维的矢量范围示意。房屋则作为点状空间数据要素载体（表2），表现为2.5 维的建筑轮廓范围。

表1 地块专题要素空间示意

表2 房屋专题要素空间数据示意

辅助要素则为2.5 维地图界面中的选择对象示意、图层开关、操作按钮、图层符号、数据盒子及平面区位缩略图等（表3），用于实现对显示的信息图层进行选择和对比。

（二）三维树形目录可视化

空间数据的可视化界面需要采用一个与2.5 维地图相适应的立体目录。根据2.5 维地图的特点，借鉴三轴空间坐标系、彩色立方体和树形目录存储结构的表现形式特点，结合成为三维树形目录来作为本次界面优化研究的数据表现形式，通过Y 轴来增加或减少一级目录，通过X、Z 轴数据盒子的展开来展示二级数据目录，2.5 维地图的图面表现空间有限，一般不在三级目录进行扩展。

（三）空间数据可视化设计

选取带有地面建筑的2.5 维局部地图作为底图，在地块和建筑上叠加可操作的辅助要素（图3），箭头表示两个数据盒的一级目录可在X 轴和Z 轴方向上扩展二级目录，通过对地块或房屋显示的切换，将表1 的地块数据或表2 的房屋建筑空间信息抓取后进行显示，得到最终的效果，可直观地获取地块或房屋相应的审批或备案数据，也可以对该界面进行导出数据的操作。包含层次关系的树形数据库文件作为空间数据显示的导入文件，逻辑规则有待进行统一定义。