三维漫游系统在Skyline下的实现
基于Skyline的城市三维地理信息系统的设计
基于Skyline的城市三维地理信息系统的设计发表时间：2018-06-25T14:58:11.993Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：梁飞龙[导读] 摘要：我国大部分地区的城市化水平越来越高，由此提出了对城市规划与建设的更高的要求，对城市进行科学的规划需要借助先进的信息技术手段。
广州市城市规划勘测设计研究院广东广州 510060摘要：我国大部分地区的城市化水平越来越高，由此提出了对城市规划与建设的更高的要求，对城市进行科学的规划需要借助先进的信息技术手段。
当前在城市规划与建设过程中应用的主要技术为3DGIS（三维地理信息系统）技术，在设计过程中新型的设计软件为Skyline。
本文对3DGIS技术和Skyline软件进行基本介绍，并对基于Skyline的城市三维地理信息系统的开发与应用进行深入的探讨。
关键词：Skyline；城市三维地理信息系统设计引言在信息社会背景下，3DGIS技术作为一种关键的地理信息系统技术逐渐得到广泛的关注与应用，尤其是在城市管网规划和建设过程中，3DGIS及Skyline软件能够发挥强大的作用。
将3DGIS与Skyline应用到城市规划与建设之中，需要城市规划建设人员增强对该技术的认识和掌握程度。
1 3DGIS 与Skyline1.1 3DGIS（地理信息系统）GIS的英文全称是Geographic Information System，在前面加上3D则强调是一种三维化的地理信息系统呈现模式。
3DGIS的运行需要计算机软件和相关技术的支持，以实现3DGIS的数据收集、存储和处理功能，同时能够将工程实际施工情况进行三维空间模拟，提高城市规划建设的可视程度。
1.2 SkylineSkyline本身是美国一个公司的名称，该公司开发出了Skyline Globe软件，使得3DGIS的运行平台得到进一步优化，中国代理Skyline Globe软件产品的公司是北京东方道迩信息技术股份有限公司。
Skyline软件的介绍
Skyline软件介绍Skyline软件介绍—、软件性能总览Skyline 软件是利用航空影像、卫星数据、数字高程模型和其它的2D或3D信息源,包括GIS数据集层等创建的一个交互式环境。
它能够允许用户快速的融合数据、更新数据库，并且有效地支持大型数据库和实时信息流通讯技术此系统还能够快速和实时地展现给用户3D地理空间影像。
Skyline 是独立于硬件之外、多平台、多功能一套软件系统。
Skyline软件系列产品为网络和非网络环境提供了一个三维交互世界的窗口。
以下的工作流程能够指导你在本地或网络环境下进行基本数据生成,数据传输,数据可视化和数据分析等。
产品能够分离开或根据用户霁求进行用户化的特殊走制。
初始化界面和在线帮助工具能够帮助你设走适合自己的三维世界窗口来解决你特殊的商业案例。
从生成飞行文件的地表数据集或从你的GIS投资在二维，三维的knowledgebase简单的传送地表数摇。
Skyline软件能够使你在一个新的视角又基于你已有的IT和GIS构架来观看你的商业案例。
二、Skyline软件系列产品(—)、TerraExplorer SuiteTerraExplorer ProTerraExplorer DeveloperTerraExplorer Run Time ProTerraExplorer Viewer(二)、TerraGate SuiteTerraGateInternet LicenseTerraPhoto3D Server（三）■ TerraBuilder SuiteTerraBuilderTerraBuilder Enterprise EditionTerraBuilder DirectConnect三、产品性能介绍(—)■ TerraBuilder——允许用户快速创建编辑和获得Skyline三维地表数据集。
1 TerraBuilder可以使用户为他们的地理参考的应用创建一个现实影像的、地理的、精确的地球三维模型。
基于Skyline的三维数字城市系统设计与实现
基于Skyline的三维数字城市系统设计与实现唐涛;陈宏宇;梁磊;翁中银【摘要】利用Skyline在三维发布、显示、浏览及开发等方面的优势，探究构建三维数字城市系统的方法，并基于TerraExplorer Pro二次开发三维数字城市系统，旨在为城市三维地理信息系统搭建显示平台。
【期刊名称】《地理空间信息》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P31-33)【关键词】Skyline;三维;数字城市【作者】唐涛;陈宏宇;梁磊;翁中银【作者单位】四川省第二测绘地理信息工程院，四川成都610100;四川省第二测绘地理信息工程院，四川成都610100;四川省第二测绘地理信息工程院，四川成都610100;四川省第二测绘地理信息工程院，四川成都610100【正文语种】中文【中图分类】P208数字城市是城市信息化发展的重要方向，是数字地球的一部分[1,2]。
传统的二维GIS表达方式由于缺乏第三维高程信息，在直观性、真实感以及空间分析等方面存在明显不足。
随着数字城市建设的全面展开，高效、真实的三维场景显示以及分析日益成为数字城市研究的重点。
由于三维数字城市的数据量一般比较大，并且受限于网络的传输与发布能力，一般采用局域网或者单机模式构建三维系统，网络环境下的B/S三维系统建设还相对比较困难。
目前，三维系统的建设模式主要采用胖客户端、插件嵌入、组件的开发模式，典型的三维GIS平台包括Skyline 、CityMaker 、GeoGloble 、WorldWind和Google Earth 等。
本文基于成熟的三维GIS平台Skyline[3,4]，探讨了网络三维数字城市系统的建设方法，阐述了网络三维GIS系统的架构设计和技术路线，研究了三维场景的构建、大数据量的数据组织方式与网络部署发布等关键技术，并介绍了系统的主要功能。
1.1 框架设计B/S环境下，网络三维数字城市系统构建需要重点考虑海量数据下三维场景的集成、三维场景与模型数据的发布以及系统研发。
基于Skyline开发的房地产三维虚拟仿真系统
（ 安科 技 大学 测绘 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ５ ） 西 陕 １０ ４
摘 要 ：本 系统 通过 多种 方法 采 集 并分析 数 据 ， 用 ３ Ｓ Ｍａ 采 Ｄ ｘ进 行 建 筑 三 维建 模 ， 合 结
并利 用 Ｓ ｙｉｅ ｋ ｌ 组件 进行 系统 开发 ， ｎ 实现 对 某房 地 产 小 区的 三 维虚 拟 场 景 开发 。该 系统 不但
进 行三维 场景模 拟 ， 进行 各 种 三 维空 间分 析 ， 以便 设 计人员 对其 作 出规 划 。还 可 对 已建成 的小 区 内 的实体进 行数 学建模 ， 并通 过三 维实 景模拟 的表 现
驱 动 的数 据资 源就 是用 ３ ｘ建好 的模 型 。 ＤＳｍａ 构 建房 地 产 三维 虚 拟 系统 需 要完 成 以 下几 步 的工作 ： ①配 置系 统 所需 要 的软 硬 件 ： 置相 应 的 购
之 间的 比例数 据 以及 平 面 布局 数 据 。在 上述 步 骤 中二维地 图的制作是 很重要 维立体 图展示 的效 果 ， 因为三维 场景 中模型 的建立 是严格 按照 二维地 图工作 的 ， 果二 维地 图 如
小 区地 物 的尺 寸 比例 、 理 贴 图、 局 位 置 等 纹 布 数据 全部是 通过 实地 取材 得来 ， 由于小 区中地物 的
构造及 纹理 复杂 多样 ， 以使用数 码相 机在 各地 物 所
Ｓ ｙｉｅ ｋ ｌ 是一 套三 维数 字地球 平 台软 件 。它凭 ｎ 借其 国际领 先 的三维数 字化 显示技 术 ， 利用航 空影
方式， 使使 用者 能 身 临其 境 感 受 优美 的小 区 风光 ，
以使用者 为 中心 ， 三维可 视化 虚拟 小 区中加入 一 在
Skyline产品综述
Skyline产品综述SkylineGlobe系列软件是一套基于网络的三维地理信息系统平台。
用户能够利用航空和卫星影像、地势高程数据和其他的二、三维地理空间和属性数据，创建自定义的虚拟现实三维可视化场景，进行扫瞄、查询、分析和网络公布，并开放所有的API，不论是在网络环境依旧单机应用，用户能够按照自身的业务需求开发定制功能，建立个性化的三维地理信息系统。
SkylineGlobe系列软件通过TerraBuilder、TerraExplorer和TerraGate三个系列产品各司其职，简便而有序的实现了三维场景创建、展现和网络公布功能。
Skyline技术流程如下图所示：1 TerraBuilder系列产品TerraBuilder通过叠加航片、卫星影像、数字高程模型以及各种矢量地理数据，迅速便利地创建海量3D地势数据集。
Ter raBuilder支持多种数据格式，能够实现不同辨论率、不同大小数据的融合、投影变换、以及数据剪裁，从而制作任意辨论率真实质感三维场景，构建最终的海量地势数据集。
要紧包括以下两个版本：TerraBuilder （单机版）TerraBuilder Multi-Processor Edition（多处理器版）区不在于多处理器版的能够通过多服务器分担三维场景创建过程中的工作量，大大加快三维地势数据创建的过程。
TerraBuilder2 TerraExplorer系列产品TerraExplorer 系列产品，除扫瞄三维地势之外，进行编辑、分析、标注等操作，能够按照用户需求定制三维景观场景，包括一下几种产品：TerraExplorer ViewerTerraExplorer ProTerraExplorer PlusTerraExplorer Run Time ProTerraExplorer ViewerTerraExplorer Viewer是一款SkylineGlobe出品的扫瞄器，用来扫瞄三维地势场景。
三维软件系列之Skyline
三维软件系列之SkylineSkyline从04年进入中国以来，经过泰瑞数创、时空信步、天际瞰宇和现在的东方道尔的推广在当今的三维GIS界可以说是影响力越来越大，涉及的领域包括数字城市、公安应急、城市规划、国土测绘、环保、水利、航空、油田、电力、交通、通信、林业、旅游、国防、房地产等15个行业。
重要的应用案例包括三维数字北京、三维数字深圳、数字北京奥运三维应急系统、奥运会无线电三维管理系统、奥运报道三维地理信息系统、512四川抗震救灾应急服务系统、神七问天报道三维地理信息系统以及最近的十一运安保三维指挥系统，相关详细信息可以登陆上述公司的主页的新闻页面进行详细的查看--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------身世简介：源于以色列军方，和Google Earth 的前身Keyhole本是一家，后来两家不知什么原因depart了由此便有了“Skyline告Google”的新闻-------【Skyline公司称，Keyhole公司的技术侵犯了它在2002年年底申请的第6496189号专利权。
关于那项专利权的描述为：“一种向透视图提供描述三维地形的数据块的方法。
”由于Google在2004年10月收购了该公司，结果将Google拖了进来。
】详细内容大家可以Google或者Baidu一下。
暂且不管结果如何，但这条新闻应该可以很明确的说明Skyline的TerraSuit系列软件是一个什么类型的软件了吧。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Skyline软件体系结构TerraExplorer SuiteTerraExplorer ProTerraExplorer DeveloperTerraExplorer Run Time ProTerraExplorer ViewerTerraGate SuiteTerraGateInternet LicenseTerraPhoto3D ---->Spatial Framework ServiceTerraBuilder SuiteTerraBuilderTerraBuilder Enterprise EditionTerraBuilder DirectConnect其中TerraExplorer Viewer是免费的，可以在Skyline官方主页或者全世界任何一个代理商的主页中免费下载，针对广大的中国用户最近还推出了中文版，下一步可能整个软件体系都会有中文的版本发布，但这都是后话，现在暂且不说。
基于Skyline的地形三维建库
基于Skyline的地形三维建库1 Skyline软件简介Skyline是一套优秀的三维数字地球平台软件。
凭借其国际领先的三维数字化显示技术，它可以利用海量的遥感航测影像数据、数字高程数据以及其他二、三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维场景，目前在国内，它是制作大型真实三维数字场景的首选软件。
Skyline软件家族包括TerraBuilder，TerraExplorer，TerraGate三部分，其主要功能如下：TerraBuilder：通过叠加航片、卫星影像、地形数据、数字高程模型以及各种矢量地理数据，可以迅速方便地创建海量3D地形数据库。
TerraExplorer：它是一个桌面应用程序，使得用户可以浏览分析空间数据,并可以对其进行编辑。
TerraGate：它是一个服务器，它允许用户通过网络来访问地形数据库。
2 TerraBuilder软件界面及功能区简介目前TerraBuilder版本较多，各个版本间的功能及使用方法大同小异，为了说明问题，本文以TerraBuilder 为例进行说明。
TerraBuilder界面菜单栏工具栏信息树数据状态及修改数据类型窗口边框显示主窗口状态栏TerraBuilder菜单栏TerraBuilder工具栏1）工具栏—标准2）工具栏—视图3）工具栏—多边形编辑4）工具栏—导航TerraBuilder主窗口影像视窗高程视窗当前窗口显示分辨率光标位置的影像光标位置的坐标RGB值或高程值3 利用TerraBuilder制作地形三维场景流程具体过程如下（注：在本文中以球面坐标系为例）：新建工程点击“File/New Project”。
在弹出的对话框中输入工程名，然后选择球面坐标系或者平面坐标系，两者的区别如下所示：Globe（球面坐标系）输入数据：WGS84经纬度坐标系和标准的投影坐标系，后者需要设置原始数据的投影坐标，从而在TerraBuilder中将其转换成系统默认的WGS84经纬度坐标；输出数据：包含全球低分辨率底图的球面3D场景。
基于ArcMap与Skyline二三维联动系统设计与实现
二维GIS系统自从上世纪90年代迅猛发展以来,经过众多学者、软件开发者、用户的多方面实践,GIS应用深入城建、土地、测绘、规划、林业、电力、燃气、公安等各行各业,并得到了广泛的应用。
二维GIS的代表ArcGIS以其强大的编辑、制图、空间分析功能,但可视化不强。
因此,三维地理信息系统平台的代表Skyline出现,加速了三维智慧城市的发展。
然而三维平台侧重可视化和三维分析功能,其二维分析功能和编辑功能较弱。
为了解决ArcMap不直观及Sky-line编辑和分析功能弱的矛盾,二三维一体化联动系统便是发展的方向。
1 ArcMap与Skyline简介1.1ArcMap 简介ArcGis是可伸缩的,全面的GIS平台,ArcGIS Desktop是一个完整的专业的应用套件,ArcMap是ArcGIS Desktop三个用户桌面组件之一,是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的核心模块。
1.2Skyline简介Skyline是一套优秀的三维地理信息系统平台软件,可以利用海量的测影像数据、数字高程数据,以及其他二、三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维场景。
Sky-line包含三类产品:Terra Builder,用于创建三维地形数据mpt;Terra ExplorerPro,用于创建、编辑、发布三维场景,提供丰富的二次开发接口;Terra Gate是能够实时流畅传输三维地理数据的功能强大的网络数据服务软件。
2 系统主要设计2.1系统主要功能通过Visual 开发,建立一个能使ArcMap和Skyline交互平台,实时将ArcMap和Skyline获取显示窗口坐标信息双向传递,实现二三维联动显示。
2.2系统运行环境系统使用ArcMap和Skyline平台的功能,可以认为是一个中间件。
因此,需要ArcMap10.0或其他版本和Skyline Explorer Pro6.5.1版本支持。
3 系统主要功能实现3.1系统主要代码ArcMap和Skyline的二三维联动实现,主要代码说明如下:(1)主要变量声明获取ArcMap和Sky-line运行平台。
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三维漫游系统在Skyline下的实现
摘要：“数字城市”是城市发展的新的经济增长点，这一概念的提出源于“数字地球”，是城市化进程加快、可持续发展的必然要求。
Skyline是当前世界应用较为广泛的三维软件之一，它能够快速地融合数据，更新场景数据库，展现三维地理空间数据，功能强大。
本文探讨并实现了通过收集资料、数据预处理、建立三维地形空间数据库、快速三维建模、空间数据整合、系统集成等一系列步骤建立起的基于Skyline、以抚顺市浑河景观带为项目区的三维漫游系统关键技术。
关键字:Skyline；数字城市；三维景观；地形数据库；三维建模
1 引言
随着“数字城市”战略的实施,从理论模型的研究阶段过渡到软件产品的开发应用阶段,这也为虚拟现实技术的应用提供了良好的条件。
而地理信息系统技术近年发展也十分迅速，已成功应用到社会经济建设的许多领域。
以传统的二维的平面地理信息技术进行城市地理信息系统建设，虽已取得了很好的应用，但其不能提供直观而且有效的三维空间信息。
而地理信息公共服务平台与三维漫游系统是综合利用计算机虚拟现实技术、仿真技术、GIS技术和数据库技术，通过有机的结合实现三维城市再现，并建立人机实时交互操作的空间信息系统。
因而三维的城市空间地理信息技术将以其鲜明的技术特点和应用前景，在城市的建设规划管理中发挥巨大的作用。
为了探索和研究三维数码城市建模与地理信息服务平台三维漫游系统的方法和技术路线，利用抚顺市地理信息公共服务平台三维漫子游系统实测地形图和规划地形图制作三维景观漫游，进一步研究建立城市三维景观模型和开发实时交互的城市空间信息系统的技术和方法。
2 Skyline软件结构及功能
本系统采用Skyline作为三维GIS平台,Skyline是目前国际上应用最广泛、技术最领先的三维GIS平台,由TerraBuilder、TerraExplorer Pro和TerraGatesare 三个相互独立的子系统构成,分别实现数据合成、数据发布、数据展示三大功能。
Terra Builder用于融合大量的影像、高程和矢量数据,以此来创建有精确坐标的三维模型地形数据库,为三维地理信息系统提供基础地形数据。
Terra Builder通过叠加航片、卫星影像、地形数据、数字高程模型以及各种矢量地理数据,可以迅速方便地创建海量3D地形数据库。
3三维场景的实现
在本系统中,我们通过收集资料、数据预处理、建立三维地形、精确建模、系统集成等一系列步骤建立抚顺浑河景观带三维场景。
Skyine软件使用方面,主要是采用TerraBuilder产品融合完成太湖流域高精度的影像和高程数据,采用
TerraGate实现三维地理数据的网络化发布,采用TerraDeveloper的ActiveX控件接口在客户端实现基于Web方式的三维浏览。
3.1三维模型地形数据库建立
抚顺市浑河景观带三维地形数据的建立需要高程数据、矢量数据、航空和卫星影像数据四类。
航空和卫星影像数据经过坐标系的确定与配置、投影转换、金字塔生成、数据加载、黑边处理、白边处理、影像裁剪等处理过程,最终叠加矢量数据和高程数据合成三维地形数据。
影像数据坐标系的配置可以用ArcGIS软件来实现,其余过程主要用三维地理数据加工软件Skyline TerraBuilder来实现。
利用TerraBuilder可融合大量的影象、高程和矢量数据,以此来创建有精确坐标的三维模型地形数据库。
3.2三维模型制作
3.2.1 模型精度标准
三维模型必须能够反映建筑的主要结构和主要细节，模型整体感强，效果美观。
建模必须量化，精细模型或著名建筑物的建筑轮廓主体结构表现大于等于1.0 米时，必须建模表现，小于1.0 米时可以用贴图来表现。
在满足可视效果的情况下，尽量减少模型的几何面数。
模型平面和高程精度须达到1：500地形图精度要求。
3.2.2 建模内容
（1）房屋
建构筑物按照模型精度标准要求建模，每栋独立建筑形成独立的文件，并保证建筑完整性。
（2）地形
地形模型成果包括小区景观、内部道路、植物、花台、水池等设施，和地面构成统一体的面。
（3）道路
道路模型成果能基本反映车道、隔离带、照明、交通站点等情况，包括道路、交通轨道、桥梁及道路附属设施模型。
（4）其他
需用模型表示的其它物体，桥梁要建模。
3.2.3 模型分级标准
（1）精细模型
精细模型真实精确表现建筑物的外观，在不影响建筑物真实性几何结构的基础上，部分非常精细的细部实体结构允许被忽略。
这类建筑一般为城市公共建筑和要求重点建模的建筑物。
立体屋顶、凹凸的阳台、一楼突出门厅等几何结构不能被忽略，不能用贴图代替，需要用几何实体来表现，屋顶贴图要求清晰美观。
技术参数标准（单个精细模型）：三角面数－1500以内，贴图单边象素数<1024，格式－jpg（透明贴图要求为带透明通道的dds、png或tga格式），单个一组输出的.X文件和其调用的所有贴图总数据量不超过1M。
2）贴图标准
纹理的象素尺寸应该是2的N次方（2，4，8，16，32，64，128，256，512，1024）。
在贴图清晰程度可以接受的情况下，尽可能小，保存时保证分辨率为72，保存品质为8。
保存纹理尺寸最好是正方形的，宽和高的象素大小不能超过1024，贴图长宽比尽量为1：1，1：2，如果贴图实在太长或太宽，则将模型面进行分割，单独贴图。
3.3三维GIS系统集成
完成三维地形数据和建筑物模型建立后,我们在net.2008环境下调用SkyLine 组建进行系统的开发。
在开发过程中通过复调试系减少系统运行错误,确保系统运行的正确性、可靠性和稳定性。
利用Skyline组件进行开发,可获取其所提供的三维可视化功能,并通过不同的视角对空间数据、地形数据和业务数据进行查询,进行三维动画模拟,主要包括以下功能:
(1)基本功能。
包括地图放大、缩小、平移、鹰眼导航、全图显示、回到初始视野、测量距离/面积、图层控制、图例,这些为GIS的基本功能,查询和空间分析工具不包含在内,结合业务分别阐述。
(2)浏览功能。
支持在三维可视化场景中进行多模式飞行,包括自由飞行、转向、升降、调速等,同时对感兴趣的区域进行路径定制播放。
(3)动态标注功能。
三维可视化系统会将各测点监测到的重要数据动态实时的在图中显示出来,优先显示测点中检测到的超标指标,并以红色高亮显示。
(4)查询功能。
系统对三维地形数据和业务数据库进行了关联,在三维可视化GIS中可对场景内的任意节点进行相关属性信息的查询。
属性信息可以通过文字、数据、图纸、图像以及多媒体等形式表现出来。
图1 系统平台
4结语
数字城市三维景观系统提供了一个三维交互数字地图窗口，通过系统的工作流程指导，用户能够进行基本数据建模、数据可视化和数据分析。
用户还可以通过初始化界面设定适合自己的数字地球三维场景，生成不同的应用系统，生成飞行文件的地表数据集，能够在二维和三维GIS之间相互传送地表数据。
三维景观公共服务平台的建立，可以用于城市规划、电子沙盘及地形仿真、电信、遥感测绘、环保、地质、石油化工、房地产、观光旅游、运动会和传媒等领域，是模拟三维场景建设最佳的基础软件平台之一。
将为城市的建设、道路交通、市政管理、土地管理、管网设计、区域开发规划等领域建立便捷、直观、高效的分析模型。
可轻松实现对建设规划的直观模拟，从而为规划部门、建设部门以及政府管理部门提供一种高效的分析决策手段，在一定程度上减轻了工作量和强度，它将是21 世纪广泛应用的一种新技术,在数字城市领域有着广阔的发展前景。
参考文献
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