摘 要：概述了城市三維景觀可視化的過(guò)程及關(guān)鍵技術(shù)，給出了一個(gè)基于兩種流行3DAPI的系統(tǒng)框架，討論了基于網(wǎng)絡(luò)的城市三維景觀發(fā)布技術(shù)，并提供了一個(gè)城市三維景觀實(shí)例系統(tǒng)M3DView。

　　關(guān)鍵詞：三維可視化；數(shù)碼城市；

　　1 引言

　　城市三維景觀系統(tǒng)也稱(chēng)作城市三維地理信息系統(tǒng)（ThreeDimensionaiUrbanGeographicInformationSystem，3DUGIS）是指能對(duì)城市區(qū)域內(nèi)空間對(duì)象進(jìn)行真三維描述和分析的GIS系統(tǒng)，是一個(gè)可視現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)集成的系統(tǒng)。它可廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、住宅小區(qū)綜合管理、市政管理、公共交通、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、區(qū)域開(kāi)發(fā)規(guī)劃、旅游等多種領(lǐng)域。

　　近年來(lái)，隨著數(shù)字城市的提出、研究、發(fā)展，作為數(shù)字城市基礎(chǔ)的數(shù)字城市景觀模型，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)碼城市（CyberCity），它在城市規(guī)劃、設(shè)施管理、電信與旅游應(yīng)用等方面的優(yōu)勢(shì)為人們所關(guān)注。另一方面，隨著真實(shí)感計(jì)算機(jī)圖形顯示技術(shù)的發(fā)展和硬件的快速發(fā)展，為人們描述現(xiàn)實(shí)中的三維世界提供了很大的方便和可能性。這些使得城市三維景觀系統(tǒng)的理論、應(yīng)用研究成為了目前國(guó)際上GIS及其相關(guān)學(xué)科研究的熱點(diǎn)，有關(guān)這方面的實(shí)踐也已經(jīng)展開(kāi)。近年來(lái)，武漢中地信息工程有限公司基于原有的二維GIS和地形模擬研究成果和產(chǎn)品，由筆者參與研制和開(kāi)發(fā)了公司的城市三維景觀系統(tǒng)。

　　2 城市三維景觀可視化過(guò)程概述

　　一個(gè)完整的三維可視化過(guò)程如圖1所示，包括模型化過(guò)程、映射過(guò)程、交互過(guò)程三個(gè)過(guò)程。其中模型化過(guò)程是將現(xiàn)實(shí)世界各種各樣的三維可視化對(duì)象映射成計(jì)算機(jī)可接收的數(shù)據(jù)格式，從而產(chǎn)生可視化數(shù)據(jù)對(duì)象；映射過(guò)程的含義是將模型化后所得到的數(shù)據(jù)映射成一種易于理解的表示形式，包括可視化方案的設(shè)計(jì)，即需要決定在最后的圖像中應(yīng)該看到什么，又如何將其表現(xiàn)出來(lái)；交互過(guò)程就是通過(guò)靈活、高效的交互界面使用戶(hù)高效地與可視化對(duì)象打交道，從不同觀察角度和詳細(xì)程度觀察可視化對(duì)象。城市三維景觀系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)三維可視化系統(tǒng)，其系統(tǒng)構(gòu)造也是基于上述幾個(gè)過(guò)程。

　　2.1 城市三維景觀數(shù)據(jù)建模

　　構(gòu)建3D城市模型所需要的數(shù)據(jù)包括：建筑物的高度數(shù)據(jù)，建筑物的幾何要素?cái)?shù)據(jù)（表示建筑物的三維幾何外形特征的數(shù)據(jù)），建筑物及地面的影像紋理數(shù)據(jù)，DEM數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)（如植被、樹(shù)木等有關(guān)數(shù)據(jù)）、語(yǔ)義特征及拓?fù)鋽?shù)據(jù)等，重點(diǎn)是城市空間對(duì)象的幾何、紋理數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)。

　　目前對(duì)于地形模型的構(gòu)造有多種方法，如規(guī)則格網(wǎng)法（GRID）、不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）和混合法（GRID-TIN）等多種方法。這些方法都在實(shí)際的地形模擬中得到了廣泛應(yīng)用，相對(duì)于建筑物構(gòu)模已經(jīng)非常成熟。對(duì)于建筑物模型。人們不僅關(guān)心其外形的描述并且要求知道其幾何結(jié)構(gòu)和每一層的屬性特征，以便能夠?qū)ζ溥M(jìn)行空間分析和不同層的屬性查詢(xún)。

　　針對(duì)三維空間數(shù)據(jù)模型的研究早已成為3DUGIS研究領(lǐng)域首要解決的問(wèn)題而展開(kāi)，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)三維空間數(shù)據(jù)模型的研究，大致可歸納為四類(lèi)：①三維矢量模型，即基于矢量（Vector）或邊界面表示的模型。它是用一些基元及其組合來(lái)表示三維空間對(duì)象，如格網(wǎng)（Grid）、不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）、邊界表示（BR）、參數(shù)函數(shù)、四面體格網(wǎng)（TEN）等。這類(lèi)數(shù)據(jù)模型偏重于3D空間表面表示，如地形表面、地質(zhì)層面等，通過(guò)表面表示形成3D空間對(duì)象，其優(yōu)點(diǎn)是便于顯示和數(shù)據(jù)更新。不足之處是空間分析難以進(jìn)行。②三維柵格模型，亦稱(chēng)為體模型，它是基于體元（VOXei-VOiumeEiement）表示的數(shù)據(jù)模型，如3D柵格（Array）、八叉樹(shù)（Octree）、結(jié)構(gòu)性實(shí)體幾何（CSG）。這類(lèi)模型側(cè)重于3D空間體的表示，如礦體、水體、建筑物等，通過(guò)對(duì)體的描述實(shí)現(xiàn)3D空間對(duì)象表示。其優(yōu)點(diǎn)是易于表達(dá)三維空間屬性的非均衡變化，便于空間操作和分析，但占用存儲(chǔ)空間較大，計(jì)算速度也較慢。③混合或集成數(shù)據(jù)模型?；旌蠑?shù)據(jù)模型是將兩種或兩種以上不同的數(shù)據(jù)模型結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以滿(mǎn)足需要，如采用TIN和八叉樹(shù)的集成數(shù)據(jù)模型，可以應(yīng)用TIN進(jìn)行三維表面的可視化和分析，應(yīng)用八叉樹(shù)執(zhí)行空間定位等3D操作和分析。④面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。這種模型比上述模型優(yōu)越，更符合人們認(rèn)識(shí)事物的思維模式，還具有存儲(chǔ)復(fù)雜對(duì)象、支持完整性、有較高查詢(xún)?cè)L問(wèn)能力等優(yōu)點(diǎn)，是解決空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)結(jié)合、圖形與圖像數(shù)據(jù)結(jié)合、多媒體信息管理的一種較好的數(shù)據(jù)模型。但目前對(duì)該數(shù)據(jù)模型的研究尚不夠充分，還有不少理論和技術(shù)方法問(wèn)題需要解決。

　　如何批量地獲取城市空間對(duì)象的三維幾何信息、相片紋理、語(yǔ)義屬性等數(shù)據(jù)進(jìn)行城市景觀的快速、批量建模，仍是制約3DUGIS進(jìn)一步發(fā)展的最大障礙。目前對(duì)城市三維景觀中復(fù)雜模型的建模仍需借助三維建模軟件如AutOCAD，3DStudiOMAX等進(jìn)行手工建?；蛲ㄟ^(guò)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行有限程度的半自動(dòng)建模。

　　2.2 城市三維景觀模型可視化

　　目前可基于微機(jī)應(yīng)用的三維圖形庫(kù)有OpenGL，Direct3D，Giide，VRML，Java3D等。對(duì)一般的PC機(jī)用戶(hù)而言，比較合適的底層3DAPI是OpenGL和Direct3D，這兩種接口都提供高性能的3D圖形處理能力，其特性受到許多硬件的支持，其本身已經(jīng)成為PC主流操作系統(tǒng)WindOws中的一部分。官方公布的OpenGL的最新版本是OpenGL1.2，Direct3D的最新版本是Direct3D8.1。無(wú)論采用何種三維空間數(shù)據(jù)模型和建模方法，若要使用現(xiàn)有的3DAPI（三維應(yīng)用程序接口）進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，則必須將模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3DAPI能直接接受的基本圖元形式。在OpenGL和Direct3D中基本的圖元形式是面、線(xiàn)、點(diǎn)。實(shí)際上各種三維體的繪制是通過(guò)對(duì)三維體表面或內(nèi)部的面、線(xiàn)、點(diǎn)的繪制而實(shí)現(xiàn)的。

　　對(duì)城市三維景觀模型進(jìn)行可視化應(yīng)具有以下功能：能夠疊加影像數(shù)據(jù)對(duì)3D模型進(jìn)行紋理貼合，能夠多角度觀察、全方位實(shí)時(shí)漫游、任意選定路線(xiàn)飛行、制作動(dòng)畫(huà)等。

　　2.3 城市三維景觀模型空間分析

　　在二維GIS中，空間分析是GIS區(qū)別于三維CAD與科學(xué)計(jì)算可視化的特有功能，在3DUGIS中同樣如此。空間分析三維化，也就是直接在三維空間中進(jìn)行空間操作與分析，連同空間對(duì)象進(jìn)行三維表達(dá)與管理。用戶(hù)可以通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)取直接測(cè)量場(chǎng)景中的距離、面積、體積、平均高度、平均坡度、平均坡向、通視關(guān)系等，并可將挖方效果和填方效果在三維場(chǎng)景中直觀顯示。這種空間分析主要包括兩大類(lèi)：

　　（1）空間測(cè)算功能為①距離、面積、體積測(cè)量；②地形測(cè)量，用戶(hù)可以測(cè)量指定區(qū)域中的平度高度、平均坡度和平均坡向；③通視計(jì)算，用戶(hù)可以得到場(chǎng)景中指定兩點(diǎn)之間的通視關(guān)系（即可視與否）；④挖方效果和填方效果的三維顯示。

　　（2）空間分析功能為①空間網(wǎng)絡(luò)分析；②空間拓?fù)浞治?；③地形分析———通過(guò)地形分析，用戶(hù)可以對(duì)場(chǎng)景中的地形進(jìn)行另外一種方式的觀察；④通視分析———通過(guò)通視分析，用戶(hù)可以選擇觀察點(diǎn)并計(jì)算整個(gè)場(chǎng)景中的可視區(qū)域；⑤水淹分析———使用水淹分析工具，用戶(hù)可以對(duì)地形進(jìn)行洪水淹沒(méi)分析及流域計(jì)算；⑤開(kāi)挖與回填分析，土方量的計(jì)算。

　　3 城市三維景觀系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　3.1 底層三維應(yīng)用程序接口（3DApl）

　　就特點(diǎn)和性能以及適用性而言O(shè)penGL和Direct3D兩種3DAPI各有優(yōu)劣，如OpenGL具有很好的跨平臺(tái)性、與硬件無(wú)關(guān)性，而Direct3D提供的立即模式編程卻允許應(yīng)用程序充分利用3D硬件的特性開(kāi)發(fā)出更高性能的3D應(yīng)用程序，這種編程模式被許多高性能3D應(yīng)用程序編制者采用。考慮到目前兩種3DAPI使用的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)可同時(shí)支持兩種接口的三維應(yīng)用程序是有必要的。但要開(kāi)發(fā)出性能較好且同時(shí)支持這兩種3DAPI的應(yīng)用程序必須設(shè)計(jì)出一個(gè)性能較好的應(yīng)用程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還應(yīng)考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)可以幫助我們很好地實(shí)現(xiàn)這一目的。

　　3.2 系統(tǒng)流程

　　筆者所建立的城市三維景觀系統(tǒng)的工作流程框圖如圖2所示。

　　城市三維景觀中地形、建筑物等實(shí)體對(duì)象各種紋理的主要來(lái)源是航空影像，但是由于航空影像是從空中向下的中心投影，因此屋頂紋理一般可在航空影像上提取（除非被其他高層建筑物所遮擋），而墻面有的是在空中可見(jiàn)的，可在航空影像上提取紋理，有的則被遮擋，可補(bǔ)充地面近景攝影影像。景觀地形可通過(guò)導(dǎo)入DEM數(shù)據(jù)、GRD數(shù)據(jù)、高程庫(kù)數(shù)據(jù)或者在自定義的范圍內(nèi)建立虛擬場(chǎng)景的基本地形并配以相應(yīng)的影像圖來(lái)創(chuàng)建。城市三維景觀中諸如建筑物之類(lèi)的空間實(shí)體模型可通過(guò)多種方式創(chuàng)建，如可通過(guò)把2DGIS中的矢量區(qū)數(shù)據(jù)按照設(shè)置好的高度進(jìn)行批量建筑物建模，并可映射上預(yù)設(shè)的紋理，也可通過(guò)導(dǎo)入第三方三維模型如*.3ds，*.dXf來(lái)建立模型，還可通過(guò)從航空影像提取部分建筑物幾何要素來(lái)輔助進(jìn)行建模。此外，系統(tǒng)還應(yīng)該考慮諸如樹(shù)木、花壇、路燈等特殊實(shí)體，此類(lèi)實(shí)體一般采用電子公告牌的方式進(jìn)行顯示，對(duì)于樹(shù)這類(lèi)特殊實(shí)體也有采用分形方法進(jìn)行顯示的。

　　3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　一個(gè)基于OpenGL和Direct3D兩種3DAPI的三維景觀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，如圖3所示。該結(jié)構(gòu)框架中應(yīng)用程序分為兩部分，一部分是封裝在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的三維視圖類(lèi)，主要功能為三維環(huán)境的創(chuàng)建及三維場(chǎng)景的渲染；另一部分則為主應(yīng)用程序，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、界面顯示及交互控制，其視圖繼承自三維視圖類(lèi)。但就整個(gè)系統(tǒng)而言還包括OpenGL和Direct3D的三維圖形庫(kù)。

　　圖3中DLL表示動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。由于這里所給出的只是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，故未列出系統(tǒng)中包含的所有類(lèi)和處理過(guò)程。C3DObject是一個(gè)實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景繪制的公共基類(lèi)，其中定義了初始化3D環(huán)境、加載場(chǎng)景數(shù)據(jù)、渲染場(chǎng)景、操縱場(chǎng)景等所用到的公共接口（或成員變量），這些公共接口大多數(shù)都定義為虛函數(shù)，以便派生類(lèi)可以重載，更重要的是這樣可以使用基類(lèi)指針來(lái)訪(fǎng)問(wèn)派生類(lèi)的方法，以達(dá)到用同一個(gè)基類(lèi)指針訪(fǎng)問(wèn)不同實(shí)現(xiàn)方法的派生類(lèi)的目的。這個(gè)基類(lèi)里所定義的是3D場(chǎng)景繪制所共有的特征，而真正的功能大多數(shù)是由其派生類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。有關(guān)接口分配應(yīng)掌握的一個(gè)原則是能在基類(lèi)里實(shí)現(xiàn)的公共操作或變量則在基類(lèi)里實(shí)現(xiàn)，只有將那些由于3DAPI差異而必須分別實(shí)現(xiàn)的功能才交由派生類(lèi)實(shí)現(xiàn)。類(lèi)CD3Dbase，CD3DDraw是基于Direct3D實(shí)現(xiàn)3D場(chǎng)景繪制的類(lèi)，而COGL-base，COGLDraw則是基于OpenGL實(shí)現(xiàn)3D場(chǎng)景繪制的類(lèi)，它們都是C3DObject的派生類(lèi)，其中類(lèi)CD3Dbase，COGLbase直接從C3DObject派生，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)3D環(huán)境的初始化，而對(duì)場(chǎng)景的渲染則主要是由派生類(lèi)CD3DDraw，COGLDraw來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　類(lèi)C3DView繼承自開(kāi)發(fā)環(huán)境中系統(tǒng)的視圖類(lèi)如VC++中的CView類(lèi)，其中定義了一個(gè)C3DObject類(lèi)的指針及其他與3D環(huán)境交互的接口，當(dāng)用戶(hù)選擇使用不同的3DAPI時(shí)，該指針便指向不同的3D繪制類(lèi)對(duì)象，于是使用該指針可完成所有與3D環(huán)境的交互功能。主應(yīng)用程序中所有對(duì)3D環(huán)境的訪(fǎng)問(wèn)均通過(guò)C3DView間接進(jìn)行。

　　該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的可擴(kuò)展性，用戶(hù)可在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展支持其他三維圖形庫(kù)。

　　4 基于網(wǎng)絡(luò)的城市三維景觀發(fā)布

　　近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，提出了基于網(wǎng)絡(luò)的GIS的要求，即WebGIS。但是，目前的WebGIS都只有二維地圖的數(shù)據(jù)管理、查詢(xún)和顯示能力，缺乏必要的三維信息處理能力。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，如何利用網(wǎng)絡(luò)這個(gè)巨大的信息傳輸工具，使之能更好地處理城市三維空間地理信息，已成為3DUGIS研究者所面臨的新挑戰(zhàn)。構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的城市三維景觀系統(tǒng)必須考慮WWW環(huán)境下的系統(tǒng)通信與運(yùn)行結(jié)構(gòu)，三維真實(shí)感圖形實(shí)時(shí)計(jì)算與顯示的數(shù)據(jù)模型，適合地理空間數(shù)據(jù)顯示、分析的用戶(hù)界面，以及基于Internet系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具如VRML與Java的集成應(yīng)用、共享對(duì)象的管理等。

　　4.1 基于網(wǎng)絡(luò)的3DApl

　　VRML，Java3D是兩種在Internet上具有交互性的3DAPI，但它們的應(yīng)用都要基于底層3DAPI，如OpenGL和Di-rect3D的支持。

　　VRML是一種面向Web的三維造型語(yǔ)言，為三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的文件格式。VRML將3D模型轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)表達(dá)式，因而只需在網(wǎng)上發(fā)送轉(zhuǎn)換后的少量數(shù)據(jù)。而且，一旦發(fā)送出去就不再需要對(duì)模型進(jìn)行下一步發(fā)送。在這一過(guò)程中，全部的變化僅僅是在模型中觀察者視點(diǎn)的變化。這樣，在網(wǎng)上僅需不斷傳輸觀察者的方位，極大地節(jié)省了數(shù)據(jù)帶寬。VRML與設(shè)備無(wú)關(guān)，它是作為一種描述虛擬境界的語(yǔ)言獨(dú)立存在。與HTML一樣，VRML也是可由瀏覽器解釋的描述語(yǔ)言，只不過(guò)VRML不是描述成一個(gè)Page的格式，而是描述成3D環(huán)境和目標(biāo)的布局。VRML是WWW上描述三維虛擬環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)方法，在Web3DUGIS中得到了廣泛應(yīng)用。

　　Java3D是SUN公司在OpenGL及VRML基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的一個(gè)3DAPI，包括了實(shí)現(xiàn)交互三維真實(shí)感圖形的基本類(lèi)、接口，由Java3D包和Java3D應(yīng)用包構(gòu)成。前者由生成圖形和交互的核心類(lèi)組成，后者主要是提供用戶(hù)高層應(yīng)用接口，如3D文件格式讀取、基本形體（如球、圓錐等）的生成等。

　　4.2 基于網(wǎng)絡(luò)的城市三維景觀系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　基于網(wǎng)絡(luò)的城市三維景觀發(fā)布需要解決的核心問(wèn)題是海量三維景觀數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)傳輸速度有限的矛盾，即實(shí)時(shí)漫游的數(shù)據(jù)調(diào)度問(wèn)題。在Web3DUGIS領(lǐng)域開(kāi)展的一些研究工作典型的有：EdmundSIDES（2000），Lindenbeck（1998）對(duì)3DUGIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行了研究，SiykaZlatanova（1999）提出了一個(gè)Web3DUGIS的體系結(jié)構(gòu)；Kyong-HoKim等人（2000）建立了一個(gè)基于Web的3DGIS，其體系結(jié)構(gòu)如圖4所示，圖中EAI為ExternalAuthoringInterface。還有一些學(xué)者對(duì)VRML語(yǔ)言在C/S結(jié)構(gòu)下的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究（Coors和Jung，1998；Dodge等人，1998）。目前已經(jīng)有許多可視化城市三維景觀的應(yīng)用實(shí)例，如虛擬Paris，Glasgow，NewOrleans，Sydney，Toronto等。

　　JiriZara等人（2001）提出了一種分塊調(diào)度虛擬城市數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上實(shí)時(shí)瀏覽大規(guī)模城市三維景觀的方法，并可視化了整個(gè)Prague市的一部分城區(qū)作為實(shí)驗(yàn)。他們提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。在他們提出的方法中，首先將整個(gè)城市按街道、廣場(chǎng)以及其他開(kāi)放式空間相一致的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行分塊，并在漫游時(shí)根據(jù)當(dāng)前視點(diǎn)位置實(shí)時(shí)計(jì)算塊的可見(jiàn)性，同時(shí)采用一種有效的塊調(diào)度算法往內(nèi)存中調(diào)度塊和淘汰塊。另外，他們還采用了LOD技術(shù)來(lái)提高漫游時(shí)的顯示速度。圖5中HouseEditor是用來(lái)半自動(dòng)地構(gòu)造含有紋理貼圖的建筑物的LOD模型，CityEditor用來(lái)根據(jù)代理門(mén)和其他一些信息來(lái)創(chuàng)建和編輯城市拓?fù)鋲K。

　　5 應(yīng)用實(shí)例

　　筆者利用已有研究成果和公司已有開(kāi)發(fā)庫(kù)在Windows2000環(huán)境下采用VC++6.0，基于OpenGL1.2和Direct3D8.0立即模式實(shí)現(xiàn)了城市三維景觀系統(tǒng)M3DVIEW的開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)由三維景觀編輯子系統(tǒng)MapCC和三維景觀瀏覽子系統(tǒng)Map3DViewer兩個(gè)子系統(tǒng)組成。其中，三維場(chǎng)景編輯子系統(tǒng)主要用來(lái)構(gòu)造、編輯虛擬場(chǎng)景；三維景觀瀏覽子系統(tǒng)是用來(lái)瀏覽、輸出虛擬場(chǎng)景。整個(gè)系統(tǒng)有八個(gè)主要功能模塊，分別是：場(chǎng)景創(chuàng)建、場(chǎng)景修飾物、紋理映射及管理、空間定位及屬性查詢(xún)、空間量測(cè)與分析、三維實(shí)體標(biāo)注管理、實(shí)時(shí)漫游和場(chǎng)景輸出。該系統(tǒng)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的二維和三維圖形處理技術(shù)，能夠?qū)?shí)際城市景觀進(jìn)行快速、真實(shí)三維可視化，實(shí)現(xiàn)了在微機(jī)上對(duì)大規(guī)模場(chǎng)景的實(shí)時(shí)仿真，可方便地進(jìn)行三維空間查詢(xún)、測(cè)算、分析等，在實(shí)踐中收到了很好的效果。

　　6 結(jié)束語(yǔ)

　　筆者結(jié)合近年來(lái)的研究成果和實(shí)際開(kāi)發(fā)，探討了城市三維景觀系統(tǒng)的可視化技術(shù)及應(yīng)用。應(yīng)指出的是作為數(shù)字城市基礎(chǔ)的3DUGIS集成了計(jì)算機(jī)、GIS、CAD、測(cè)繪、遙感等很多領(lǐng)域的研究成果，涉及這些領(lǐng)域的許多方面，目前有許多理論和技術(shù)問(wèn)題需要解決。

　　城市三維景觀的深入應(yīng)用還有許多研究工作要做：①大面積建筑群體的高效建模技術(shù)；②大規(guī)模城市景觀的實(shí)時(shí)瀏覽；③高效的城市實(shí)體數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；④虛實(shí)結(jié)合的三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)；⑤城市景觀與VR技術(shù)的結(jié)合，即虛擬地理信息系統(tǒng)VirtualGIS；⑤基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字城市三維景觀發(fā)布技術(shù)；①三維空間分析的描述及交互式操作；③三維表面分析，三維剖面分析等。這些也是我們今后的努力方向。

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