一、Drawsee Earth三维GIS数字城市开发管理平台简介
Drawsee Earth是朝夕科技结合三维和网络技术推出的互联网三维GIS开发平台,是构建企业级B/S结构三维行业应用的强大工具 基于Microsoft.NET与ActiveX软件平台,通过海量数据管理、网络数据流传输、三维模型高速显示等一系列先进技术, 把卫星影像、数字高程、普通矢量地图、精细建筑模型等数据融合到一起。系统通过ActiveX组件技术支持完备的二次开发接口, 用户可以用各种流行的开发工具来扩展行业应用功能。
二、Drawsee Earth体系
系统主要由三部分构成:
(一)数据融合工具Drawsee EarthDesk
三维电子地图由若干层数据叠加构成。首先是构造基础的数字高程(dem),然后叠加正射卫星影像,构成接近真实景观的地表背景,再叠加二维矢量地图和建筑模型。其模型可以是用3DMAX制作的精细模型,也可以根据二维楼房轮廓通过楼层高度自动生成。
Drawsee EarthDesk提供数据融合功能,它包含五个方面:构建DEM数据库、构建影像库、构建矢量数据库、构建BOX模型库、精细模型导入。
Ⅰ、数字地形数据库准备,包括等高线转换DEM,地形金字塔分级分块预处理、地形数据打包压缩等。 通过EarthDesk数字地形数据工具可以把分块的DEM数据拼接成无缝海量地形库。利用LOD技术形成金字塔结构的地形模型,便于快速显示。
1、地形库的存储也采用多层四叉数结构。LOD的构建算法采用改进的ROAM(Realtime Optimally-Adapting Meshes )生成静态结构。
2、 对于海量数据的处理,采用批命令的方式组织以提高健壮性。
3、地形库通过程序接口支持反复读写修改。
4、处理速度参考:全中国的srtm地形数据(3米分辨率,总体网格数约80000*60000)处理约需36小时。 (P4 2G主频 1G内存)。
Ⅱ、正射影像数据库工具,包括色彩转换处理、投影变换,构造金字塔结构、匹配地形分块等通过EarthDesk正射影像库工具可以把不同分辨率、不同投影的影像融合。
影像库的基本原理是使用多层四叉数存储结构,当每一个基本数据层添加进库的基本层之后,会自动向上生成多级别的缩略影像数据。 不同分辨率的影像对应不同的基本层,每个基本层之间是2的幂级关系。比如16米分辨率对应N层,则4米分辨率则对应N-2层。
对于海量影像的处理,通常采用批命令的方式组织。每一条命令通过参数把一块影像数据变换后写入影像库,每条命令之间没有相互影响,可以提供长时间处理的稳定性。
影像库可以看作一个抽象的可擦写大影像层,本身通过程序接口支持读写,即使某次处理失败,可以重新覆盖写入该区域即可。系统具备相当的健壮性。
可以由多台机器分别处理不同的区域,形成多个子库,然后再合并到一起,利用并发处理的方式提高处理速度。
处理速度参考:每一个TM7 的分片(约40000*30000像素),经UTM变换处理完毕约耗时2.5小时,全中国60块需要150小时。(P4 2G主频 1G内存)。
Ⅲ、矢量层数据库准备工具,构建分块索引结构,数据压缩,利用RTree索引成便于互联网发布的分块压缩格式。
二维地图采用分层管理的方法,道路、水系、兴趣点等分布在不同的层中。不同的图层可以配置不同的显示图例,在不同的浏览高度开始显隐。
由于二维地图本身没有高度信息,所以利用地形库对所有的拐点匹配出高程。
为便于在互连网上发布,采用RTree技术对数据进行索引和分块压缩,控制每个分块大小(一般小于16k)。
处理速度参考:相对影像和地形的处理,二维地图处理速度较快。
Ⅳ、精细模型导入,将由3DMAX等工具建立的精细模型导入到场景中,可以针对每个模型的大小、位置、海拔高度等进行微调。
Ⅴ、普通BOX模型,该模型根据楼房轮廓与楼房高度信息批量生成。
(二)数据服务器Drawsee EarthServer
Drawsee EarthServer 的数据通过WebService方式提供,以xml格式传输分块数据。 WebService包括地形数据服务,正射影像服务,矢量地图服务。
(三)客户端插件Drawsee EarthViewer
Drawsee Earth 的客户端EarthViewer是ActiveX插件,通过IE浏览器查看时会自动提示安装。 要求Windows 2000, Windows XP以上操作系统,需要DirectX支持。EarthViewer通过多线程技术来调度三维模型, 下载、预处理、显示等工作同时进行,在主流硬件配置下大多数场景飞行浏览速度可达60fps。
三、Drawsee Earth 三维WebGIS平台功能介绍
1. 三维场景快速浏览 2. 矢量的快速叠加显示
a.支持海量矢量数据的快速显示,提供丰富多样的表现形式,使矢量数据与三维叠加达到理想效果
b.支持各种矢量线型,用户亦可自定义线型
c.支持沿线注记、中心注记
d.线状矢量快速显示
3. 三维模型支持
a.LOD技术支持海量三维模型动态加载
b.支持直接导入.x模型文件
c.支持三维模型的选中,属性查询
d.支持楼房拔高模型
4. 二维空间分析
a.空间实体长度、面积计算
b.空间实体相交、包含关系分析
c.提供圆形、多边形区域选择实体
d.提供多边形裁剪图层
e.提供路径分析、缓冲区分析等常规GIS分析功能
f.专题图显示
5. 三维空间分析
a.路线长度、面积、海拔高度、物体体积等
b.分层设色功能,用户自定义级数,自定义渐变色
c.通视分析
6. 动画飞行浏览
a.可以按指定的矢量线进行飞行浏览
b.可以设定观察高度、飞行速度、方向角参数信息
c.三维模型按照指定的路线动画飞行
d.粒子系统与动画结合
7. 粒子特效
a.支持粒子模型,如火焰、烟雾等场景渲染