■閔　星　董　微（天津市測繪院天津300381）

一種二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式研究與應用

■閔星董微
（天津市測繪院天津300381）

在三維GIS空間分析技術(shù)取得突破之前，二三維一體化GIS仍然是一種兼取二維GIS與三維GIS優(yōu)勢、實用的GIS解決方案。本文結(jié)合具體的城市地下管線數(shù)據(jù)，基于DOA架構(gòu)思想，利用成熟的二維GIS軟件ArcGIS和三維GIS軟件Skyline，設(shè)計并實現(xiàn)了一種二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式。

二三維一體化空間數(shù)據(jù)組織WebGIS WebService ArcGIS Skyline

1　引言

目前二維、三維GIS各有優(yōu)劣，WebGIS也愈發(fā)追求系統(tǒng)效率和地圖表現(xiàn)力，二三維一體化GIS，尤其是二三維一體化WebGIS，仍然存在強烈的應用需求和很大的市場空間。二三維一體化GIS實現(xiàn)的關(guān)鍵即在于二三維空間數(shù)據(jù)的一體化組織與管理，而傳統(tǒng)的二三維一體化GIS往往“貌合神離”，前臺二三維聯(lián)動展示看上去一體化，后臺二三維數(shù)據(jù)卻是分開組織與管理，存在同步更新維護困難等問題。本文提出了一種城市級別的二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式，與傳統(tǒng)的二三維一體化GIS空間數(shù)據(jù)組織形式相比，實現(xiàn)了二三維數(shù)據(jù)的同步實時顯示與同步更新維護，使二維GIS與三維GIS從內(nèi)到外、從后臺到前臺真正實現(xiàn)一體化，并實際應用于天津市靜?？h二三維聯(lián)動地下管線信息管理系統(tǒng)的建設(shè)。

2　二三維空間數(shù)據(jù)的一體化組織

2.1二維空間數(shù)據(jù)的組織

二維空間數(shù)據(jù)的組織采用二維GIS軟件ArcGIS來進行，ArcGIS是一款成熟穩(wěn)定、功能強大、應用廣泛的GIS軟件，其優(yōu)點無需多言。底層數(shù)據(jù)庫采用Oracle10g，以表（Table）和字段（Field）的形式存儲二維空間信息與屬性信息。遵從ArcGIS的數(shù)據(jù)存儲慣例，二維空間信息均存儲于各表的“Shape”字段，相關(guān)屬性信息存儲于同一張表的其他字段。對二維空間數(shù)據(jù)的存儲與讀取采用空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE來實現(xiàn)，然后把對空間數(shù)據(jù)的各種操作以WebService形式通過ArcGISServer進行發(fā)布，Web客戶端通過調(diào)用WebService即可實現(xiàn)對二維空間數(shù)據(jù)的訪問與操作。

2.2三維空間數(shù)據(jù)的組織

三維空間數(shù)據(jù)的組織采用三維GIS軟件Skyline來進行，Skyline也是一款成熟優(yōu)秀的三維GIS軟件，其優(yōu)點在此不再贅述。底層數(shù)據(jù)庫采用同一個Oracle數(shù)據(jù)庫，也以表（Table）和字段（Field）的形式存儲三維空間信息（包括三維空間坐標:x、y、h；三維空間姿態(tài)：航偏角Yaw、俯仰角Pitch、旋轉(zhuǎn)角Roll）與模型信息，同一類別專題數(shù)據(jù)的二維空間信息與屬性信息及三維空間信息與模型信息均以字段（Field）形式存儲于同一張表（Table），例如供水管線的二三維信息均存儲于表TGSPIPELINE。

對于三維模型數(shù)據(jù)，具體到本文的城市地下管線模型，對于管點模型，在專題數(shù)據(jù)入庫時根據(jù)不同的管點類別將其賦予不同的管點模型并指向?qū)腢RL路徑；對于管線模型，在專題數(shù)據(jù)入庫時根據(jù)不同的管線類別及管徑可以設(shè)定管線模型剖面樣式（形狀及大?。?，也可以設(shè)定管線模型側(cè)面的貼圖樣式（形狀及顏色），這些信息與模型URL路徑信息一樣存儲于同一張表。前臺繪制時，系統(tǒng)會實時讀取管線數(shù)據(jù)的三維空間信息及模型信息并將其放樣顯示成模型。

三維模型及三維場景均以文件形式存儲于服務器硬盤，Skyline可以利用TerraGate把三維模型數(shù)據(jù)以及三維場景數(shù)據(jù)（MPT文件）以WebService形式進行網(wǎng)絡發(fā)布，利用TerraExplorer配置三維地圖文檔生成FLY文件（類似用ArcMap配置mxd文檔）時，將某一類別管線數(shù)據(jù)的三維空間信息與模型信息均指向?qū)腛racle表中的特定字段（如上文所述，某類管線表中模型數(shù)據(jù)字段里存儲的即是已發(fā)布的對應管線模型的URL地址），最后，將TerraExplorer控件嵌入到開發(fā)的網(wǎng)頁中并指向特定的FLY文件即可實現(xiàn)對三維空間數(shù)據(jù)的訪問與操作。

3　二三維數(shù)據(jù)一體化的應用實踐

3.1數(shù)據(jù)顯示層面的實時聯(lián)動

如前文所述，前臺網(wǎng)頁中二維地圖插件和三維地圖插件對數(shù)據(jù)的顯示都是通過實時訪問各自發(fā)布的地圖服務來實現(xiàn)的。地圖服務是實時發(fā)布的，而各自的地圖服務又來源于同一個數(shù)據(jù)庫，某類專題數(shù)據(jù)的二三維空間信息又來源于同一張數(shù)據(jù)表，所以從后臺機制上保證了數(shù)據(jù)顯示時內(nèi)容的一致與時間的同步。

3.2數(shù)據(jù)操作層面的一體化

由于二維與三維的相關(guān)屬性數(shù)據(jù)都存儲在同一張數(shù)據(jù)表中,這種形式保證了二三維平臺在進行某類專題數(shù)據(jù)的屬性查詢、空間分析等操作時針對的都是同一張數(shù)據(jù)表。本文結(jié)合的實際應用中,屬性查詢時，在三種模式下均可實現(xiàn)且結(jié)果完全一致；空間分析時，由于三維GIS空間分析的局限性，空間分析功能通過二維平臺來實現(xiàn)，三維平臺通過動態(tài)數(shù)據(jù)加載功能實時加載并直觀展示二維空間分析的結(jié)果,達到了數(shù)據(jù)操作層面的一致性。

4　結(jié)語

本文闡述了一種二三維一體化WebGIS的空間數(shù)據(jù)組織形式，有效解決了傳統(tǒng)二三維一體化GIS中二維空間數(shù)據(jù)與三維空間數(shù)據(jù)存儲、管理不一致的問題，實現(xiàn)了二三維空間數(shù)據(jù)組織的真正一體化。通過實踐證明，本文闡述的二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式是可行的、有效的。同時，本文所述的空間數(shù)據(jù)組織形式仍然存在待解決的問題，比如當出現(xiàn)新的專題數(shù)據(jù)類別時，無法基于B/S架構(gòu)實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的動態(tài)更新等，這也是今后的努力方向。本文旨在提出一種二三維一體化WebGIS空間數(shù)據(jù)組織形式，為城市GIS二三維一體化的研究提供一種借鑒。

[1]周順平,魏利萍,萬波,等.多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成的研究[J].測繪信息與工程,2005,30 (4):30-32.

[2]解巖，DOA架構(gòu)下二三維GIS一體化機制研究[D].成都：成都理工大學,2013.

[3]鐘海東,吳健平,李平等.基于Skyline和視頻監(jiān)控的三維WebGIS應用研究[J].微計算機信息，2011，5：20-23.

[4]閔星,曹偉,蔣華.基Silverlight的二三維聯(lián)動WebGIS的設(shè)計與實現(xiàn)[J].城市勘測, 2014,1:52-55.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-134-1