基于ArcGIS和Global Mapper软件的三维地形可视化技术的应用

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1、基于ArcGIS和GlobalMapper软件的三维地形可视化技术的应用田茂义，曹洪松，刘如飞，李万明。(1．山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛266510；2．山东省国土测绘院地勘工程处，山东济南250013；3．山东省城乡勘察设计院，山东济南250031)摘要：以某项目的地形测绘为例，阐述基于ArcGIS和GlobalMapper软件实现三维地形可视化与测绘的方法及流程，重点论述了数据的采集与处理，三维地形的模拟，海量数据的实时显示，三维地形应用，为用户提供更为直观、实时量测。实践证明：此方法建立的三维地形符合工程应用的要求，具有

2、良好的可行性。关键词：三维地形；可视化；GlobalMapper中图分类号：P208文献标志码：A文章编号：1008～9268(2011)02—0065—04显示也需要不断研究L2]。U引吾在介绍地形模拟算法和显示方式的基础上，详2O世纪6O年代以后，地形可视化的概念随着细论述实现地形测绘的方法及步骤，并以某工程地地理信息系统的出现而逐渐形成。随后以地形地形精细测绘为例进行说明。根据实际工作经验，探貌为研究重点的地形三维可视化技术在地理信息索出一种大比例尺三维地形场景生成方案。系统(GIS)、虚拟现实技术(VR)、测绘工程、娱乐1平台简介游

3、戏、土地管理与利用、水文气象数据可视化等多个领域得到了广泛的应用，越来越受到人们的关ArcGIS系统是ESRI公司全面融合GIS与数注。据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面伴随着科学技术日新月异的发展，我国测绘作的计算机主流技术之后，成功推出的代表GIS最业已逐步由传统的作业模式向多种信息综合化获高技术水平的全系列平台，是一个统一的地理信息取模式转化，相比于过去，现在的地形基础数据测系统平台D]。ArcGIS作为当今GIS技术的领导量所获取的数据量已经成倍甚至几十倍地扩大。者，具有强大的空间分析和三维分析功能，可对等因此，三维地形

4、不仅要解决地形模拟的精度问题，高线、高程点等进行建模生成数字高程模型。还要对海量数据进行有效的管理，使得生成的高精GlobalMapper是一款地图绘制软件，不仅能度地形数据能够实时的、快速的显示。这就使得三够将数据显示为光栅地图、高程地图、矢量地图，还维地形的模拟与显示成为三维可视化中的难点和可以对地图进行编辑和转换、打印各类地图图形文重点。件、记录GPS及各种GIS数据]。它可以转换数目前，对于复杂的局部地区的三维地形测绘，据集的投影方式以符合你的项目的坐标系统，并集常规的测绘方法往往显得无能为力，使用较多的是成了对数据集的范围进行裁剪

5、和地图显示、编辑及通过摄影测量的方法采集地形特征数据，但是如何分析等其它高级功能。与其他地理信息系统软件运用采集到的数据快速构建高精度的三维地形模相比，GlobalMapper具有良好的兼容性，几乎所型还需进一步探索，同时对于海量地形数据的实时有地理信息系统数据都能打开，同时提供真实的收稿日期i2010-12—02基金项目：山东省‘泰山学者’建设工程专项经费资助；基础地理信息与数字化山东省重点实验室基金(SD040214)联系人：田茂义E-mail：tianmaoyi@163．com·65·3D方式查看高程地图的功能。此软件不但功能强2．2

6、离散数据插值大，而且对计算机软、硬件环境要求不高，操作人员本项目中三维地形数据是通过地形插值的方上手快，易掌握。法生成的，常用的插值方法有InverseDistanceWeighting(反距离权重插值法)、kriging(克里金2三维地形生成插值法)、GlobalPolynomialInterpolation(全局多项目区域概况：地形复杂，地表高低不平，包括项式插值法)等[6]。本文选择NaturalNeighbor斜坡、陡崖、礁石、平坦的路面等，高程范围一3．5Interpretation(自然邻近插值法)。自然邻近插值m～61．7m，

7、区域面积0．38km。，三面环水，海岸是找到插值点附近最接近的一个采样点子集，按照岩石较多。项目需求：三维模型能够精确模拟实际采样区域的比例，对他们应用权重来插值。该算法地形，能够为工程设计和施工提供准确的地形数是局部的，仅使用一个围绕插值点的采样点子集，据。本文采用了技术路线如图1所示。其插值的高度确保在采样点高程的范围内。它能够自动适应实际的地形特征，无需用户确定搜索半径、样点数量、或区域形状，同样可以很好地处理有规律和没有规律的离散数据，能够依照地形的走势较好地模拟地形。项目区域的地形特征包括斜坡、陡崖、礁石、平坦的路面等，为能够真实

8、表现三维地形及地形上的人工改造部分(如鱼池)，将人工地物的二维数据及对应的高程信息与离散点融合，最后通过插值生成了与实际相符的三维地形。2．3GlobalMapper处理Glob