利用ArcScene进行三维地形模拟
基于ArcScene城市三维可视化研究与应用
关 键 词：ArcScene；SketchUp；三维建模；三维可视 研究类型：应用研究
Subject
：Research and Application of Urban Three-dimensional Visualization Based on ArcScene
Specialty ：Cartography and Geographic Information System Name ：Du Fu-guang （Signature） （Signature）
technology process used in this paper can build the three-dimensional models quickly and efficiently, and for spatial applications. And it can be well applied to urban planning, real estate information release, regional development, digital campus, digital communities and other areas to provide positive significance for the construction of digital cities.
1.2 国内外研究现状 1.2.1 数字城市研究现状
自“数字地球”的概念提出后， “数字城市”也如雨后春笋，正在蓬勃发展。在国 外，很多研究机构与公司对数字城市都有深入研究，其研究年代可追溯至 20 世纪 80 年 代。许多发达国家已经开始了“数字城市”与“数字社区”的综合建设实验，并取得理 想效果。 其中， 美国走在数字城市研究的前列， 其 50 余座城市正在建设数字城市系统[2]； 德国的汉堡借助于 Google Earth 实现了整个城市的三维化；芬兰试图应用信息技术展现 生活和城市的未来， 在网络上复制真实世界的赫尔辛基市， 成为世界上第一个虚拟城市； 日本已经建成一批“智能化生活小区” 、 “数字社区”的示范工程；新加坡也在积极地建 设“智能城市” 。 在国内，特别是在“城市规划、建设、管理与服务数字化工程”列入国家“十五” 重点科技攻关计划后， “数字城市”在全国已经形成一股势不可挡的建设浪潮。各地争 相建立自己的数字城市或数字区域等，更有数字小区、数字校园等小规模的工程实施建 设，并取得一定进展。如：数字北京、数字上海、数字扬州等，这些城市提出了科学的 规划并且开始了试点工作， 相当一部分的城市已经把数字城市的推进纳入了统筹规划这 样一个战略高度[3]。我国的政府部门与学者对数字城市的建设高度重视，于 2009 年 10 月 22 日在北京举行的第四届国际数字城市大会，将以“顶层架构数字城市发展，提高 公共管理与服务水平”为主题，以使国家及城市政府与建设界、科技界、IT 界、金融界、 教育界等人士的互动研讨，在政府宏观决策指导、政策法规配套、建设运作机制、科技 创新攻关、行业应用实践、产业发展思路等方面，激发创新、商议对策。在建国 60 周 年之际，展示近年来数字城市建设现状与成果，推介相关数字城市建设经验技术、设备 及产品，促进我国城市之间、政府与企业之间在“数字城市”建设领域的广泛交流与合 作，培育“数字城市”产业链，共同推进建设行业信息化的健康持续发展，从城市大规 模三维模型建设与应用、数字城市公共信息平台建设、城市信息化顶层构架等方面，引 导数字城市的和谐发展[4]。
如何使用ArcScene制作三维围墙地图
如何使用ArcScene制作三维围墙地图
经常会看到一些带有三维围墙的三维地图，之前有介绍过如何使用ArcScene制作三维地图，但是制作的图没有三维围墙，这里给大家讲解一下如何制作带三维围墙的三维地图，希望能够对大家有所帮助。
步骤
第一步：下载边界范围
打开水经注万能地图下载器，切换地图到谷歌地球，在右上方的菜单栏上选择“区划”，选择上需要的行政范围并导出为shp格式（图1）。
图1
第二步：下载高程和影像
在左上方的菜单栏上点击“高程”切换到高程地图，点击“√”下载高程数据（图2），同样的方法下载影像数据，下载的数据均导出为tif格式。
图2
第三步：制作影像三维
依次将行政边界（面和线，线可以通过面转为线），影像和高程加载到ArcScene内，在影像图层上点击右键，选择属性，在弹出的“图层属性”对话框内选择“基本高度”选项卡，选择“在自定义表面浮动”，夸张程度设置为
0.00005（图3），完成后即可看到影像的三维效果（图4）。
图3
图4
第四步：生成三维围墙
在线状行政区划上点击右键选择属性，在弹出的“图层属性”对话框中选择“基本高度”选项卡，选择“在定义表面上浮动”，夸张程度也设置为0.00005（图5）。
再选择“拉伸”选项卡，勾选上“拉伸图中要素”，拉伸方式选择“将其用作要素的拉伸数值”（图6），完成后的效果如图7。
图5
图6
图7
结语
到此就完成了使用ArcScene将水经注万能地图下载器下载的矢量、高程和影像制作为带三维围墙的三维地图，关键就是影像的三维制作、线状行政边界的三维制作和拉伸，有兴趣的朋友可以使用水经注万能地图下载器和ArcScene试试。
基于ArcGIS的校园三维场景模拟方法介绍
等）；比等高线图等二维图形更易于被读图者接 受。三维地图分为实景三维地图和虚拟三维地图两 类。其中，实景三维地图是基于实物拍摄、数据抽 象采集技术实现的，其利用卫星或激光技术直接扫 描建筑物的高度和宽度，最终形成三维地图数据文 件；虚拟三维地图是以现实地理信息为基础，基于 WebGIS、虚拟现实技术实现的，其通过人工拍摄 获取建筑物的外形，再通过 3D 模型无缝集成各个 独立的单视角，经虚拟美化处理后，最终形成三维 地图数据文件。
近年来，随着三维技术与虚拟现实的发展， GIS 技术发展迅速，相对二维平面图形显示而言。
一、数据资料准备 本文以西南科技大学城市学院为例。数据资 料准备包括学校影像图、地形图、学校 shp 文件、 学校 DEM 高程数据制作与获取。学校的影像图通 过软件进行截取，地形图通过数字测图的方式进行 野外实测得到，这里需要把已有的数据制作成能够 被 ArcGIS 应用的 shp 文件和提取相应的数字高程 模型。利用 ArcMap 对 shp 文件进行生成，然后利 用高程点、等高线矢量数据——生成 TIN——TIN 转为 DEM。需要注意的是生成 DEM 的时候需要
激活 ArcGIS 的 3D 分析模块。 二、制作过程 如果需要在三维场景中显示相应的要素，必
须要求要素具有对应的高程信息。一般来讲，有 两种方式进行要素的三维显示：第一种是本身有 XYZ 值的，直接利用 Z 值存储高程值，进行三维 显示；对于没有高程值的要素，可以用要素对应范 围内的表面模型的高程值进行替代叠加。比如某个 范围内栅格图像的值可以当作卫星遥感图像的高程 值，进行三维显示；另外可以根据要素的特性进行 突出显示需要的高程值。本文利用 DEM 作为表面 设置基表面高度。
ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程.docx
ARCSCENE三维GIS虚拟现实可视化制作教程在三维场景中浏览数据更加直观和真实，对于同样的数据，三维可视化将使数据能够提供一些平面图上无法直接获得的信息。
可以很直观地对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读，比二维图形如等高线图更容易为大部分读图者所接受。
ArcScene 是ArcGIS 三维分析模块的一部分，通过在3D Analyst 菜单条中点击按钮打开。
它具有管理3D GIS 数据、进行3D 分析、编辑3D 要素、创建3 D 图层以及把二维数据生成3D 要素等功能。
一、要素立体显示有时需要将要素数据在三维场景中以透视图显示出来进行观察和分析。
要素数据与表面数据的不同之处在于，要素数据描述的是离散的对象如点对象、线对象、面对象（多边形）等。
它们通常具有一定的几何形状和属性。
常见的点要素有通信塔台、泉眼等在地图上通常表现为点状符号；线状要素更为常见，如道路、水系、管线等等；多边形要素如湖泊、行政区及大比例尺地形图上的居民地等。
在三维场景中显示要素的先决条件是要素必须被以某种方式赋予高程值或其本身具有高程信息。
因此，要素的三维显示主要有两种方式：1）具有三维几何的要素，在其属性中存储有高程值，可以直接使用其要素几何中或属性中的高程值，实现三维显示；2）对于缺少高程值的要素，可以通过叠加或突出两种方式在三维场景中显示。
所谓叠加，即将要素所在区域的表面模型的值作为要素的高程值，如将所在区域栅格表面的值作为一幅遥感影像的高程值，可以对其做立体显示；突出则是指根据要素的某个属性或任意值突出要素，如要想在三维场景中显示建筑物要素，可以使用其高度或楼层数这样的属性来将其突出显示（图1）。
图1 建筑物二维图形按高度突出另外，有时研究分析可能需要使用要素的非高程属性值作为三维Z值，在场景中显示要素。
最常见的是在社会、经济领域的应用。
如对某省行政范围内每个市县的经济总量值作为Z 值进行三维立体显示（图2），可直观地观察和分析全省总体的情况。
arcsence三维地图必须通过NC输入变量导出
arcsence三维地图必须通过NC输入变量导出
地图是一种有效的方法来表达信息并增强视觉效果。
ArcScene是3D GIS环境，为用户提
供了一种利用全球定位系统的逼真和高精度的三维地理数据可视性的方法。
这里提出了一
种使用NC输入变量来导出ArcScene三维地图的方法。
NC输入变量是一种非结构方法，
用于处理二维地图中的曲面图和三维模型。
在NC输入变量中，每个表格行都有一系列列，每列都提供不同的信息，例如，每行的坐标可以表示特定的地点，而在特定的地点上还可
以添加其他属性和数据，例如景观类型、海拔、植被覆盖率等。
在NC输入变量中，所有变量都必须经过一定的处理，以便它们可以在ArcScene中正确
导出。
最常用的处理方法是拉伸，即指定最小和最大属性值，以确保所有变量具有类似的精度和可视性。
如果无法正确拉伸变量，则可能会导致无法正确可视化输入变量。
另外，还必须确保输入的参考系统和参考系的几何学元素（即空间参考）与ArcScene中的参考
系统相一致，以便输入的变量可以在ArcScene中插入。
最后，确认输入变量的类型以及如何从NC输入变量导出ArcScene三维地图也是非常重
要的步骤。
ArcScene支持多种变量类型，如果变量类型不能正确识别，可能会导致ArcScene无法正确识别变量。
总而言之，通过NC输入变量导出ArcScene三维地图需要正确处理变量，正确设置参考
系统和参考系的几何学元素，以及正确识别输入变量的类型。
掌握这些技能可以帮助用户
利用NC输入变量创建准确可靠的ArcScene三维地图。
基于Arcscene的三维可视化技术
基于ArcScene的三维可视化技术的实现摘要：三维可视化是运用计算机图形学和图像处理技研究数字地形模型显示、简化、仿真的学科,它涉及到计算机科学与技术、信号与信息处理、通信与信息系统、控制科学与工程、摄影测量与遥感、空间信息科学与技术等诸多学科，广泛应用于计算机视景仿真、虚拟现实、图形图像生成、遥感信息处理和数字地球等领域。
本文主要介绍基于ArcScene平台的三维可视化技术的内容，以及三维可视化的实现过程。
关键字：ArcScene，三维可视化1引言近年来随着计算机技术的迅速发展，一门新颖的技术在不断涌出。
三维可视化技术作为当今世界的一门主流技术它能够利用大量数据，检查资料的连续性，辨认资料真伪，发现和提出有用异常，为分析、理解及重复数据提供了有用工具，对多学科的交流协作起到桥梁作用。
与以往的二维技术相比，它能跟直观、可视、形象、多视角、多层次的模拟三维场景，可提供一些平面上无法直接获得或表示的信息。
还可以直观的对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读，比二维图形（如等高线）更容易为大部分读者所接受。
2ArcScene简介ArcScene是美国ESRI公司开发的ArcGIS软件桌面系统3D分析扩展模块中的一部分，是一个适合于展示三维透视场景的平台，可以在三维场景中漫游并与三维矢量与栅格数据进行交互，适用于数据量比较小的场景3D分析显示。
ArcScene是基于OpenGl的，支持TIN数据的显示。
显示场景时，ArcScene会将所有数据加载到场景中，矢量数据以矢量形式显示。
它可以更加高效的管理三维GIS数据、进行三位分析、创建三位要素以及建立具有三维场景属性的图层。
例如，可以把平面二维图形突出显示为三维结构。
与常规的可视化系统如3dsMAX、Maya等相比ArcScene克服了3DMAX、MAYA难以克服的困难，为诸多问题提供了很好的解决方法。
3三维可视化过程3.1要素的三维显示ArcScene提供了要素图层在三维场景中的三种显示方式：（1）通过属性设置基准高程在要素属性对话框中，选择基本高程选项卡，设置以常量或表达式作为基准高程，填写或点击按钮生成提供Z值的字段或表达式即可，如图1。
三维GIS开发-第3章 ArcScene三维建模
《三维GIS开发》第3章ArcScene三维建模朱军西南交通大学地球科学与环境工程学院1以三维方式查看属性数据•数据转换：2D数据转换为3D •根据表面生成等值线可视性分析\剖面图最陡坡降路径•生成最陡坡降路径•Steepestdescent tool•creates a graphicon the view•以三维形式显示最陡坡降路径•graphic can beviewed in 3D计算坡度、坡向属性数据三维可视化•Feature extrusion single attributedisplayp ymultiple attributedisplayDEM 数据3维显示维的形式•河流•道路•卫片、航片•目前已有硬件显示设设备可以根据DEM数据实现真实三维效果•统计数据、建筑物高度在地形表面上叠加影像工具条上的右侧的窗口中，释放标准工具条上的文工具条上在地形表面上叠加影像在地形表面上叠加影像图层的复选框，Zoom ToProperties。
内容表上，右击tin1，右击内容表上，右击Paste Layer(s)。
的左上角，向右下角拖出一图。
式提示：在正射图中，拉伸点是看不到的。
Bookmarks，，。
以增大立体照片间距离，或向左来减少间距。
增加场景对象相对于观察者的运动，或向左选背景颜色使可视化效果更逼真垂直拉伸突出了表面的变化从不同的角度照亮场景14 改变场景照明使用3D Effects工具条SceneScene15 改变场景范围17 选择场景中的要素17 选择场景中的要素Apply a buffer to the features1 导出场景下拉。
基于ArcScene的贵阳市红枫湖的3D可视化
基于ArcScene的贵阳市红枫湖3D可视化马骁摘要：GIS的优势在于能够直观直接地展示复杂的地理信息，同时具有强大的空间分析功能。
随着社会的发展，人们对地理信息的关注程度越来越高，因此对地理信息的获取和使用也有了更高的要求。
与二维GIS相比，三维GIS有其独特的优势。
三维GIS因更接近于人的视觉习惯而更加真实，同时三维能提供更多信息，能表现更多的空间关系。
随着计算机技术的发展和二维GIS行业应用的深入，人们使用三维GIS来展现真实世界的渴望越来越强烈。
本文就是结合地理信息系统这门课所学知识，运用ArcGIS10的ArcScene，将贵阳市红枫湖遥感影像进行3D可视化。
关键词：ArcScene；红枫湖；3D可视化Abstract:Intuitive direct advantages is its ability to present complex of GIS geographical information, while providing powerful spatial analysis functions. With the development of society, people increasingly high attention to geographic information, acquisition and use of geographic information and there was a higher demand. Compared with the two-dimensional GIS, three-dimensional GIS has its unique advantages. Three dimensional GIS due to closer to human visual habits and more realistic, while three-dimension can provide more information, can show more spatial relationships. With the development of computer technology and the depth of two dimensional GIS industry applications, people using three dimensional GIS to showcase real-world's hungry for more and more intense. This article is combined with GIS knowledge learned in this course, using ArcScene of ArcGIS10, hongfeng Lake in Guiyang to 3D visualization of remote sensing images.引言：地理信息系统（GIS）是现代地理学与空间信息科学相结合的产物。
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利用ArcScene进行三维地形模拟
在ArcGIS Desktop中，可用于三维场景展示的程序为ArcGlobe和ArcScene，由于两者的差别，在三维场景展示中适用的情况有所不同。
ArcScene是一个适合于展示三维透视场景的平台，可以在三维场景中漫游并与三维矢量与栅格数据进行交互。
ArcScene是基于OpenGL的，支持TIN数据显示。
显示场景时，ArcScene会将所有数据加载到场景中，矢量数据以矢量形式显示，栅格数据默认会降低分辨率来显示以提高效率。
在本文中，笔者就讲一下利用《由等高线生成DEM的方法》中生成的DEM外加DOM影像图，在ArcScene中进行三维地形模拟。
（1）点击ArcScene工具条上的“添加数据”按钮（如图一①处所示），将某地区的DEM和DOM影像图（图一②处）添加到ArcScene中去。
图一向ArcScene中添加数据
（2）在ArcScene的TOC窗口（左边窗口）中，在名为“yingxiang”的图层上右击（图二③处），在弹出的快捷菜单中选择Properties…（图二④处）。
图二打开图层属性对话框
（3）在打开的Layer Properties对话框中，点击“Base
Heights”选项卡，在其中的Height处（图三⑤处）选择“Obtain Heights for Layer from
Surface”，此时该处的图层应该为我们添加的DEM图层，如果有多个DEM图层的话，在下拉列表中选择需要的DEM图层；在Z Unit
Conversion中，输入Z值比例因子（图三⑥处），为了获得最佳的视觉效果，可以反复调整该因子值；在影像图和DEM 添加到ArcScene中时，
自动的将栅格图像的像素大小调大了，以加快显示速度，如果想调整该ArcScene默认的像元大小，可以在图三⑦处点击Raster
Resolution，在弹出的对话框中修改默认的像元大小（图三⑧处），文本框中输入的是显示的像元大小，而文本框右边的是栅格图像实际的像元大小。
图三Layer Properties设置
（4）设置完成后点击OK即可看到三维显示的效果，可以使用Tools工具条上的按钮，来实现3D视图的放大、缩小、移动、飞行等功能。
图四三维显示最终效果图。