ArgGIS环境下2.5维构筑物的地图展示方法的实现

苏梓璇 高瑛 兰明



ArgGIS环境下2.5维构筑物的地图展示方法的实现

苏梓璇 高瑛 兰明

（国家测绘地理信息局陕西基础地理信息中心 陕西西安 710054）

2.5维地图是传统二维地图和真三维地图之间的一种产品，具有以二维地图的数据量和传输速度展示近似三维地图的效果。为进一步提高二维地图的信息量和表现力，作者以“天地图·陕西”项目为依托，研究了2.5维地图的原理及实现方法，开发了相关工具，并对该理论和工具进行了生产验证。论述了一种基于测绘基础数据—大比例构筑物数据进行深度信息展示的方法。

2.5维 立体构筑物 ArcGIS

1 引言

为了进一步提高“天地图·陕西”电子地图的直观性和表现力，在2012年10月“天地图·陕西”改版的项目中，实现了一种在传统二维地图和真三维地图的过渡产品——假三维地图（即2.5维地图），该方法已经正式运用于天“地图·陕西”的更新维护项目中，取得了较好的效果。

2 方法的描述

基于ArcGIS环境下生成2.5维构筑物模型的方法是采用斜平行投影的方法，将构筑物通过三维空间地图投影到地平面，生成构筑物模型平面图叠加到二维地图中，既保证了空间坐标的一致性，也能直观地反映出构筑物高度。该方法在ArcGIS工作平台上，使用了ArcToolbox中的相关工具及编写的C+程序，以较短的时间生成构筑物的各个侧面及建筑物的顶面，通过调整各面层的压盖顺序及配色，能够较好地展现构筑物的立体效果，然后与其他二维地理数据套合，使用ArcGIS Server进行地图切片并发布。

3 方法实现的技术流程（图1）

4 方法实现的技术要点

4.1 构筑物各个面的构成

为了符合大批量立构筑物数据的快速产生和更新需求，对数据模型进行了简化，即只生成构筑物的顶面及各个侧面。依据大比例尺基础地理信息数据的采集要求，构筑物必须按照构筑物底部进行采集，那我们通过基础地理信息数据就可以直接得到构筑物的底面，而构筑物顶面和侧面需要经过坐标投影转换和工具构面生成。

4.1.1 构筑物顶面各投影点的生成

依据投影公式，根据构筑物高度及构筑物底面坐标逆推得到构筑物顶面各顶点的投影点坐标，通过计算可以得到构筑物顶面投影与底面投影的在x、y方向上的差值。将构筑物按其高度属性进行分类，使用ArcGIS的move功能，将构筑物底面进行平移得到顶面数据。

4.1.2 构筑物侧面的生成

构筑物侧面的生成过程，是构筑物底面各顶点与顶面各顶点的连接，但是由点状要素生成面状要素最主要的控制因素就是各顶点的连接顺序。

由于底面数据与顶面投影数据的相互关系，两层数据的FID属性项的数据是相同的，如图2所示，底面数据的1点对应顶面的1’点，底面数据的2点对应顶面的2’点，如此类推，则构成a侧面的序列为1’，1，2，2’； 构成b侧面的序列为2’，2，3，3’如此类推。依据属性项ORIG_FID可以对不同的构筑物对象进行区分，当每一个构筑物对象的构面序列的程序运行到MAX(FID)这一个构筑物的所有侧面的都构面序列都排列完成。利用ETGeoWizards工具选择适当的控制因素，生成每一个构筑物数据的侧面面状数据。

4.2 各面层的压盖顺序

为了达到正确展示构筑物地目的，在配图工程中必须调整各面层的显示顺序，以呈现立体效果，经过试验确定了压盖顺序为：顶层、侧面。

4.3 各层的配色

在构筑物配色时，无论色调如何设定，一定要充分考虑图层透明参数的设置。经过多次试验配色方案，顶面与侧面应采用同色系的色彩搭配，顶面的透明参数的参考值为：20%至40%；侧面的透明参数的参考值为：40%至60%。

5 结果对比分析

试验结束的前期我们将三种2.5维实现方法进行对比的情况见表1。

本方案能够较好地展示二维电子地图中的构筑物的立体效果，并且操作简单能够适用于大型更新项目中。图2是影像地图、二维电子地图及本方案生产的2.5维地图的对比。

本论文介绍的解决方案，与ArcGIS10.0中提供的制图表达方法生产出的效果相比更具立体感，与矢量地图结合起来进行切片发布，可以在不影响浏览速度的情况下，更好地展示构筑物信息，是一种简洁、清晰的地图展示方法。

6 结束语

基于ArcGIS环境下生成2.5维构筑物模型的方法可以对构筑物数据进行批量的处理，并且可以自由地调节参数，生成具有夸张效果地构筑物数据，向公众们提供了一种更加直观、真实的用图体验。

[1] 宋珉，刘鹏超，赵维.2.5维地图制作算法研究与实现[J].城市勘测，2010(5).

[2] 张竞，王结臣.一种便捷的城市三维景观可视化方法[J].测绘科学，2009(4).

[3] 刘利力.2.5维电子地图关键技术研究与实现[J].城市建设理论研究，2013(5).