ArcGIS淮河流域三维可视化实现以蚌埠为例

在矢量数据和大规模栅格数据的基础上,利用ArcGIS中的Georeferencing和Analysis Tools对基础数据进行配准、裁剪研究区等数据预处理工作,利用空间数据库建立矢量模型,借助ArcGIS和Sketchup的交互,将


摘要:近年来,淮河流域生态经济带备受关注,其规划与发展为其周边地区带来一定的地理效益,同时也带动了经济发展。在研究淮河流域相关区域时,以往所采用的二维场景通常较为单一,无法像三维场景般生动直观的展现待研究区内的问题与信息。本文以淮河流域中游城市蚌埠为例,采用Landsat8卫星数字影像及MODIS数字影像,蚌埠高分辨率卫星地图。主要介绍了通过数据预处理和场景三维建模,将城市景观进行可视化展现,借助Arcmap、Arcscene、SketchUp、3DMAX等软件建造道路、水系、建筑物等模型,从而展现淮河中游城市环境景观及生态经济发展,实现流域内城市的科学规划,开发其发展潜力与广阔的生态与经济前景,为淮河流域生态经济带的考察、研究与发展提供可行性参考。

关键词:淮河流域,建模,三维可视化,生态经济,发展

Abstract: In recent years, the ecological economic belt of Huaihe basin has attracted much attention. Its planning and development have brought about some geographical benefits for its surrounding areas, and also led to economic development. In the study of the related areas in the Huaihe River Basin, the two dimensional scenes used in the past are usually relatively single, and can not display the problems and information in the area to be studied vividly and intuitively like a three-dimensional scene. This paper takes Bengbu, a middle reaches of the Huaihe River Basin as an example, using Landsat8 satellite digital image and MODIS digital image, and Bengbu high-resolution satellite map. This paper mainly introduces the visualization of urban landscape through data preprocessing and scene modeling, and builds the models of road, water system and building with the help of Arcmap, Arcscene, SketchUp, 3DMAX and other software, so as to show the urban environmental landscape and ecological economic development in the middle reaches of Huaihe, and realize the scientific planning of the city in the basin. To develop its development potential and broad ecological and economic prospects, and provide a feasible reference for the investigation, research and development of the ecological economic belt in Huaihe basin.

Keywords: Huaihe basin, modeling, 3D visualization, eco economy, development

目  录

1 引言 4

2 研究区域及方法 4

2.1  研究区域 4

2.2  研究数据 5

2.3  研究方法 5

2.3.1  地理空间数据库 6

2.3.2  场景三维建模 6

3 研究过程 6

3.1  大流域空间数据库建立 6

3.2  微观景物三维建模 7

3.3  场景融合 9

结论 11

参考文献 12

致谢 14

1 引言

随着科技的发展和人们对高水平技术需求的提升,二维GIS已经逐渐无法满足人们对高质量数据处理的需求,且二维GIS自身也存在一定的不足,其实际上是一种抽象的符号,形式和内容都比较单一,无法给人带来自然真实场景的感觉,这就使第三维的地理信息变得越发重要[1]。三维建模技术现已成为许多研究与应用领域的关键技术,这种技术通过对物体建立正确的模型来直观的展现物体的属性和特征。最初的三维建模是简单古板的手动建模,随后发展成为方法较为多元的模型构建,包括基于影像的和手动绘制的,建模对象也逐渐从简单的几何体建模,到地形、树木花草甚至复杂的人脸、眼球的建模[2]。

近几年来,关于三维可视化的研究,人们的研究热点多集中在地质、地形的建模上,三维地质建模涉及广泛、用途繁多,譬如在探测油储时,为油田地形提供三维数据、计算石油气孔的体积等等。项燚伟,谢梅等学者曾对油田三维建模开展研究,通过数据模型接口、场景组织和渲染,对南翼山油田进行地质建模,从而得到油层地质的特征及缺陷,为今后的油田布井提供了可靠参考[3];徐卫亚、孟永东等学者曾利用NURBS曲面建模和B-Rep半边结构将复杂高边坡进行可视化实现,其研究为边坡工程的建设带来了极大的便利,这些研究成果为我国的资源及地质开发研究工作提供了一定的参考价值[4]。