万方数据
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汴：一西科学
２０１０年第２８卷
“两翼”为二维ＧＩＳ与三维ＧＩＳ，它们分别进行开 发建立。
系统二维数据主要是通过关系数据库Ａｃｃｅｓｓ 进行编辑、修改、更新二维数据库的。在二维ＧＩＳ 开发过程中，利用ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ插件中Ｍａｐ ｃｏｎｔｒｏｌ 控件调用ｓｈｐ文件来实现二维ＧＩＳ功能。三维场 景部分通过三维仿真建模软件Ｍｕｌｔｉｇｅｎ Ｃｒｅａｔｏｒ 建立场景，用ＯｐｅｎＦｌｉｇｈｔ结构来组织其层次。建 立三维ＧＩＳ的方案有底层开发模式、专业软件开 发模式、组件开发模式。其中组件开发模式成本 低，可扩展性强，开发周期相对较短。因此选用 ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ与Ｓｋｙｌｉｎｅ提供的组件，在Ｓｋｙｌｉｎｅ Ｔｅｒ． ｒａＳｕｉｔｅ中定义三维界面，用Ｃ＃编程通过名称匹配 和坐标匹配两种方式建立信息机制，实现二三维 联动ＧＩＳ。最后运用Ｓｋｙｌｉｎｅ ＴｅｒｒａＳｕｉｔｅ，采用Ｂ／Ｓ 结构，在Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ ２００５．ＮＥＴ环境下构建 ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ在网络上发布二三维联动ＧＩＳ。
来声明ＡｒｅＥｎｇｉｎｅ接口和ＳｋｙｌｉｎｅＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒ Ｐｒｏ提供的部分二次开发接口，通过坐标匹配和名称匹配编程
实现二三维ＧＩＳ联动，二者优势互补，并在网络上发布，最大限度地实现ＧＩＳ功能，从而更好地为公众服务。
关键词：二维ＧＩＳ；三维ＧＩＳ；城市规划；联动
中图分类号：Ｐ２０８
文献标识码：Ａ
到二者在同一框架体系下的优势互补。
１ 二三维联动ＧＩＳ的实现平台与环境
１．１开发平台的选择
ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ是随ＡｒｃＧＩＳ ９一起推出的一种新 的面向开发者的产品，它包含了创建和部署用户
ＧＩＳ解决方案应用程序需要的所有内容，允许在
各种编程接口中调用。ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ开发包不仅提 供了ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ集合包，也提供了开发控件和可 视化的组件，用来创建高质量的地图界面，如Ｍａｐ
ｔｈｒｅｅ·－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｕｒｂａｎ ｐｌａｎ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ··ｍａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ｔｗｏ··ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＧＩＳ ｌｉｎｋａｇｅ ｈａｄ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ．ｗｈｉｃｈ ｉｎ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉ０２００５．ＮＥＴ ｅｎｖｉｒｏｎ．
收稿日期：２０１０—０７—１４；修订日期：２０１０—０８—２３ 作者简介：李娟娟（１９８４一），女，陕西榆林人，硕士研究生，研究方向：三维ＧＩＳ，二维、三维ＧＩＳ的集成。
万方数据
第５期 李娟娟等：基于ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ与Ｓｋｙｌｉｎｅ的二三维联动ＧＩＳ系统平台设计与应用
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ｍｅｔｈｏｄ ｈａｄ ｔｈｅ ｔｗｏ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ．ａｎｔｉ ｐｏｓｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ．ｔｏ ｍａｘｉｍｉｚｅ ＧＩＳ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｓｅｒｖｅ ｔｈｅ ｐｕｂｌｉｃ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｗｏ·ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＧＩＳ，Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＧＩＳ，Ｕｒｂａｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ
高效的ＧＩＳ应用开发工具口Ｊ。
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。此外，系统
还能够快速和实时地展现给用户３Ｄ地理空间影 像。ＴｅｒｒａＳｕｉｔｅ是独立于硬件之外、多平台、多功
如何在现有条件下，采取有效的途径更好地 利用空间信息和促进城市化的进程，这是目前 ＧＩＳ界面临的主要问题之一。肖乐斌…等指出， 当前三维ＧＩＳ研发应以开发二维为主、三维为辅 的混合型ＧＩＳ为主要目标，不宜单纯开发三维 ＧＩＳ。目前国内市面上的Ｅ都市、城市猎人、都市 圈的二三维联动等主要集中于可视化层面，实现 简单的查询、测距、标注等。因此，本文采用Ａｒ． ｃＥｎｇｉｎｅ与Ｓｋｙｌｉｎｅ ＴｅｒｒａＳｕｉｔｅ（以下均简称Ｓｋｙ． １ｉｎｅ）将二三维ＧＩＳ结合，有机集成实现联动，达

０ 引言
二维ＧＩＳ始于２０世纪６０年代的机助制图， 历经４０余年，伴随着计算机软硬件、网络、测绘技 术以及关系数据库的飞速发展，技术日臻完善，应 用程度深入，已渗透到社会的各行各业中。二维 ＧＩＳ在对地理信息的空间分析功能上有着无可比 拟的优势，在数据采集、描述、显示、分析、存储、管 理、应用等方面已相当成熟。但是二维ＧＩＳ是将 三维的空间信息映射为二维的平面信息来描述多 维的现实世界，高程信息的缺失使之很好地满足 ＧＩＳ发展的诸多需求；另外它还存在着自身难以 克服的缺陷：基于抽象的符号系统，不能给人以自 然界的本原…。这种抽象的静止的表达方式，给 人们认识空间信息带来了一定的困难。很多时 候，只有专业人士或经过培训的人员才能解渎。
第２８卷第５期 ２０１０年１０月
江
西
科
学，
ＪＩＡＮＧＸＩ ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖ０１．２８ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２０１０
文章编号：１００１—３６７９（２０１０）０５—０６９６一０５
基于ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ与Ｓｋｙｌｉｎｅ的二三维 联动ＧＩＳ系统平台设计与应用
’——以昆明三维城市规划辅助决策系统为例 李娟娟１，施 昆１，邱飞廷２
Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｐａｇｅ Ｌａｙｏｕｔ、Ｔｏｏｌｂａｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｏ ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ
提供的三维组件有Ｓｃｅｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ和Ｇｌｏｂｅ Ｃｏｎ．
ｔｒｏｌ。Ｇｌｏｂｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ设计用于大数据量的场景，可
以进行数据缓存，从而提高显示效率和高速漫游
的效果。利用ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ进行ＧＩＳ应用开发完全 脱离了ＡｒｅＧＩＳ桌面平台，提高了开发效率并方便 了开发，从而为用户提供了一个低成本、特定的、
能的一套软件系统。ＴｅｒｒａＢｕｉｌｄｅＳｕｉｔｅ允许用户快
速创建编辑和获得Ｓｋｙｌｉｎｅ三维地表数据集，Ｔｅｒ－
ｒａＥｘｐｌｏｒｅｒ为三维浏览与显示模块，ＴｅｒｒａＧａｔｅＳｕｉｔｅ
是管理Ｓｋｙｌｉｎｅ软件的服务器程序ｒ３】。 １．２系统环境
硬件配置：ＰＣ机１台，ＣＰＵ ＰｅｎｔｉｕｍｌＩＩ以上， 独立显卡６４ Ｍ以上。
Ｔｈｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ２ Ｄ ａｎｄ ３ Ｄ
－－Ｔａｋｅ ＧＩＳ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ ａｎｄ Ｓｋｙｌｉｎｅ Ｋｕｎｍｉｎｇ ３ Ｄ Ｕｒｂａｎ Ｐｌａｎ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｅｘａｍｐｌｅ
软件环境：ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ，Ｓｋｙｌｉｎｅ ＴｅｒｒａＳｕｉｔｅ，Ｖｉｓ—
ｕａｌ Ｓｔｕｄｉ０２００５．ＮＥＴ，Ｃ群，Ｅｒｄａｓ Ｉｍａｇｉｎｅ，Ｍｕｈｉｇｅｎ
Ｃｒｅａｔｏｒ。ＰｈｏｔｏＳｈｏｐ，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ
Ａｃｃｅｓｓ ｏ
２ 二三维联动ＧＩＳ系统设计
二三维联动ＧＩＳ系统设计采用“一主两翼” 的思路进行，即１条主要关联，２条独立的开发路 线。其中主要关联是指二三维联动ＧＩＳ系统，
（１．昆明理－ｒ＂大学国土资源工程学院，云南昆明６５００９３；２．云南省煤炭地质勘查院，云南昆明６５０２１８）
摘要：二维ＧＩＳ技术成熟，分析功能非常强大，但比较抽象。而三维ＧＩＳ却在可视化方面有着得天独厚的优
势，但面临一些技术瓶颈。为了避免重复建设，降低ＧＩＳ功能的性价比，有必要整合已有资源，将二三维ＧＩＳ
３ 二三维联动ＧＩＳ的实现机制和流程
３．１二三维联动ＧＩＳ数据准备 二维模块：昆明市区的遥感影像一幅。 三维模块：昆明市区的ｄｗｇ格式的地形图一
幅、ＤＥＭ和纹理文件。其中纹理文件由数码相机 拍摄选区内地物侧面的照片和截取的遥感影像建 筑物轮廓处理而成（作为三维场景中建筑物屋顶 的纹理）。 ３．２二三维联动ＧＩＳ的实现机制
在实际中，二维ＧＩＳ中的图形采用大地坐标 系，三维ＧＩＳ的虚拟场景采用右手坐标系，即ｘ，Ｙ 采用大地坐标系，ｚ表示高程。二维图层（ｓｈｐ文 件）与三维ＧＩＳ的虚拟场景都转化为ＷＧＳ４地理 坐标系，１１１１－－者可通过坐标匹配实现联动。
结合．实现联动。以昆明三维城市规划辅助决策系统为例，在Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉ０２００５．ＮＥＴ环境下，用Ｃ＃与Ａｒ－
ｃＥｎｇｉｎｅ组件实现二维部分。二维的空间数据用ＡｒｃＭａｐ中的ｓｈｐ文件来组织；三维部分通过建模软件Ｍｕｌｔｉｇｅｎ
Ｃｒｅａｔｏｒ建立场景，用ＯｐｃｎＦｌｉｇｈｔ结构来组织其层次。ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ与Ｓｋｙｌｉｎｅ均提供ＣＯＭ组件，Ｃ＃采用智能指针
ｍｅｎｔ，ｕｓｉｎｇ Ｃ＃ａｎｄ ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｐ ｆｉｌｅ，ａｎｄ ｔｏ ｏｒｇａｎｉｚｅ ｔｗｏ··ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｐａｔｉａｌ ｄａｔａ ｗｉｔｈ ＡｒｃＭａｐ；ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ··ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｃｅｎｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｍｕｈｉｇｅｎ Ｃｒｅａｔｏｒ，ｔｏ ｏｒｇａｎｉｚｅ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ＯｐｅｎＦｌｉｇｈｔ ｌｅｖ— ｅ１．Ｔｈｅ ＣＯＭ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｔｈａｔ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ Ｓｋｙｌｉｎｅ ａｎｄ ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ．ｕｓｉｎｇ Ｃ＃ｔｏ ｄｅｃｌａｒｅ ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ ｓｍａｒｔ ｐｏｉｎｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｓｋｙｌｉｎｅ ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒ Ｐｒｏ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｍａｔｃｈｅｄ ａｎｄ ｎａｍｅ ｍａｔｃｈｅｄ ｂｙ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ２－Ｄ ＧＩＳ ｌｉｎｋａｇｅ．Ｔｈｉｓ