■閔　星　董　微（天津市測繪院天津300381）

一種二三維一體化WebGIS空間數據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。本文結合具體的城市地下管線數據，基于DOA架構思想，利用成熟的二維GIS軟件ArcGIS和三維GIS軟件Skyline，設計并實現了一種二三維一體化WebGIS空間數據組織形式。

二三維一體化空間數據組織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實現的關鍵即在于二三維空間數據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，后臺二三維數據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空間數據組織形式，與傳統(tǒng)的二三維一體化GIS空間數據組織形式相比，實現了二三維數據的同步實時顯示與同步更新維護，使二維GIS與三維GIS從內到外、從后臺到前臺真正實現一體化，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。

2　二三維空間數據的一體化組織

2.1二維空間數據的組織

二維空間數據的組織采用二維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。底層數據庫采用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的數據存儲慣例，二維空間信息均存儲于各表的“Shape”字段，相關屬性信息存儲于同一張表的其他字段。對二維空間數據的存儲與讀取采用空間數據引擎ArcSDE來實現，然后把對空間數據的各種操作以WebService形式通過ArcGISServer進行發(fā)布，Web客戶端通過調用WebService即可實現對二維空間數據的訪問與操作。

2.2三維空間數據的組織

三維空間數據的組織采用三維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。底層數據庫采用同一個Oracle數據庫，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、旋轉角Roll）與模型信息，同一類別專題數據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。

對于三維模型數據，具體到本文的城市地下管線模型，對于管點模型，在專題數據入庫時根據不同的管點類別將其賦予不同的管點模型并指向對應的URL路徑；對于管線模型，在專題數據入庫時根據不同的管線類別及管徑可以設定管線模型剖面樣式（形狀及大?。?，也可以設定管線模型側面的貼圖樣式（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)會實時讀取管線數據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把三維模型數據以及三維場景數據（MPT文件）以WebService形式進行網絡發(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，將某一類別管線數據的三維空間信息與模型信息均指向對應的Oracle表中的特定字段（如上文所述，某類管線表中模型數據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)的網頁中并指向特定的FLY文件即可實現對三維空間數據的訪問與操作。

3　二三維數據一體化的應用實踐

3.1數據顯示層面的實時聯(lián)動

如前文所述，前臺網頁中二維地圖插件和三維地圖插件對數據的顯示都是通過實時訪問各自發(fā)布的地圖服務來實現的。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據庫，某類專題數據的二三維空間信息又來源于同一張數據表，所以從后臺機制上保證了數據顯示時內容的一致與時間的同步。

3.2數據操作層面的一體化

由于二維與三維的相關屬性數據都存儲在同一張數據表中,這種形式保證了二三維平臺在進行某類專題數據的屬性查詢、空間分析等操作時針對的都是同一張數據表。本文結合的實際應用中,屬性查詢時，在三種模式下均可實現且結果完全一致；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，三維平臺通過動態(tài)數據加載功能實時加載并直觀展示二維空間分析的結果,達到了數據操作層面的一致性。

4　結語

本文闡述了一種二三維一體化WebGIS的空間數據組織形式，有效解決了傳統(tǒng)二三維一體化GIS中二維空間數據與三維空間數據存儲、管理不一致的問題，實現了二三維空間數據組織的真正一體化。通過實踐證明，本文闡述的二三維一體化WebGIS空間數據組織形式是可行的、有效的。同時，本文所述的空間數據組織形式仍然存在待解決的問題，比如當出現新的專題數據類別時，無法基于B/S架構實現模型數據的動態(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空間數據組織形式，為城市GIS二三維一體化的研究提供一種借鑒。

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1000-405X（2016）-1-134-1