基于Skyline的三维GIS在_数字乡村_建设中的应用

2023-09-03 来源：好走旅游网

第22卷第2期2010年4月

云南地理环境研究

YUNNANGEOGRAPHICENVIRONMENTRESEARCHVol122,No12

Apr1,2010

基于Skyline的三维GIS在“数字乡村”建设中的应用

李　东

1,2

(11武汉大学测绘学院,湖北武汉430072;21云南省基础地理信息中心,云南昆明650032)摘要:在新农村建设中,需要利用现代计算机技术与三维地理信息技术,通过建立乡村三维数字模型,把乡村地形地貌、自然资源和各种人工构筑物进行数字化,以三维虚拟形式进行表现。在三维空间框架中集成空间分析与空间操作,叠加乡村多媒体信息,实现电子政务与三维地理信息系统的结合。讨论了数字乡村建设的体系结构,介绍了SkylineGlobe软件体系。并以云南省安宁市云康村为例,介绍数字乡村工程的建设情况。关键词:三维地理信息系统;SkylineGlobe;数字乡村;电子政务

中图分类号:TP79;F32013　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-7852(2010)02-0005-04

0　引言

农业和农村信息化是国民经济和社会信息化的重要组成部分,是社会主义新农村建设的重要内

容。为充分发挥信息技术对发展现代农业、促进社会主义新农村建设的作用,云南省于2007年启动了云南数字乡村项目。目前,云南省已立起覆盖全省、连接省、州市、县、乡、村的“数字乡村”信息网络服务体系,拥有省级网站1个,地州网站16个,县级网站130个,乡级网站1348个,村委会网页13431个,自然村网页1214万个,下一步的工作重点是积极开发应用系统,拓展数字乡村平台的应用功能。

设试点的通知》中,对“数字乡村”的内涵,做了如下概括:“通过完善互联网、电脑、数码照相(摄像)机等农业和农村信息基础设施,建立和完善以自然村为基础的农村基础情况、乡风民俗、政策法规、政策补贴、政务公开、村务公开、农业生产管理、农业科技、农村财务管理、农业生产资料和农产品市场、农产品质量标准、名优产品、农业企业、农民专业合作组织、招商引资、农村劳动力转移、农村资源环境管理、农村规划建设、农村疫情检测防治、气象、扶贫开发、卫生、计划生育、社会保障等农村经济社会信息数据库,建设信息网络服务平台,推进农业生产经营和农村社会管理服务信息化,采用图、文、声、像和多媒体等多种形式,为农民提供及时、高效的信息服务,为各级党委、政府了解农村基层和新农村建设情况,实施科

学决策提供依据。”

由此可见,目前以数据报表、图片、文字信息、视频、网页为主体的数字乡村平台并不能完全满足相关部门对农业及农村的发展规划及决策所需要的辅助支持,特别是在农村规划建设、农村疫

1　三维GIS引入数字乡村建设的必要

性与实现基础

111　三维GIS引入数字乡村建设的必要性

在《云南省农业厅关于开展“数字乡村”建

收稿日期:2009-11-16;修订日期:2010-01-28.

作者简介:李东(1981-),男,云南省昆明市人,测绘工程师,硕士研究生,主要从事地理信息技术与测绘新技术的研究13云南省农业厅,《关于开展“数字乡村”建设试点的通知》,200717:1-71

6云南地理环境研究第22卷

情、灾情防治、气象等对空间信息需求较敏感的领域,必须引入地理空间框架体系,建立相应的地理信息系统,才能为相关部门提供准确及时的地理空间信息数据,以帮助政府对农业和农村建设制定有效政策。

三维GIS与传统的二维GIS相比,更加直观、真实,有利于非专业人士运用。而云南地理条件复杂、多山地,采用三维GIS可以极大扩展GIS系统在垂直方向上的表示能力,在山区道路规划等领域提供有效的帮助。而云南的另一个地理特点是水资源丰富,利用三维GIS,可以很直观的建立各水系的淹没分析,为政府提供辅助决策支持。111　三维GIS引入数字乡村建设的实现基础

于互联网和本地环境的多元地形模型浏览、分析、编辑和发布工具。

(3)TerraGateFamily:TerraGate是一个服务器端软件,它允许用户通过网络来访问地形数据库。TerraGate的空间数据是实时的以数据流方式传输的,就象读取本地机上的文件一样流畅。212　SkylineGlobe软件的特点

(1)有效处理大量数据集,

(2)支持大多数源数据的标准数据格式,(3)64字节文件指示器允许快速访问达到GB

数据量文件的数据库,(4)自动合并不同空间分辨率的源数据,

(5)高级用户界面能够实现自动或手工定制用户化数据集,

(6)为生成公开的丰富的3D地表可视化场景提供所有需要的工具,

(7)含交互式的画图工具在三维地表模型上创建和添加几何图形、用户定义的物体、建筑物、文本、位图等,

(8)拥有一系列测量和地表分析工具,(9)能够集合文本和网络内容上的信息,

(10)发布工具能够将视景输出给Inter网或局域网的用户,

(11)采用标准COM界面与外面本地和网络应用程序相连接。

数字乡村工程已经开展了两年多,在这段时间里,全省共投入资金11354亿元,采集了丰富的乡村信息、建成乡村基本情况数据库、建成了覆盖全省的“数字乡村”网站群,大大提升了乡村一级行政单位的信息化建设水平、初步整合了“三农”信息资源,基本建立了信息共享机制。这些已有成果为三维GIS的建设提供了强有力的数据资源和硬件基础。而前期的工作培养了大批基层技术人员,他们可以作为三维地理信息系统在数字乡村平台中的使用者和推广者,三维GIS引入数字乡村建设的各项条件已基本具备。

2　SkylineGlobe软件体系架构及特点

211　SkylineGlobe软件的体系架构

Skyline软件是利用航空影像、卫星数据、数字

3　Skyline环境下三维数字乡村系统的

建立

311　基于B/S结构的三维数字乡村系统

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。它能够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,此系统还能够快速

[2]

和实时地展现给用户3D地理空间影像。Skyline是独立于硬件之外、多平台、多功能的一套软件系统。其软件体系包括以下几组产品:

(1)TerraBuilderFamily:TerraBuilder具有DEM编辑、直方图调节和影像裁切等功能,其融

　　基于B/S结构的三维数字乡村系统适合于经济实力较强,各部门间网络实现互联互通,各决策环节联系较为紧密的地区及部门使用,其特点是对客户端软硬件配置要求较低,可以同时支持多用户操作,但其对三维系统服务器要求较高,需要配置相应的数据库及3D数据发布软件,其基本结构设计如图1所示。

运用Skyline系列软件建立基于B/S结构的三维数字乡村系统流程如下:

(1)建立三维地表模型文件。运用TerraBuild2er软件,将遥感影像数据与数字高程模型叠合,创建一个现实影像的、带地理参考的、精确的三维数据场景———多分辨率数据地表集(Multipleresolutiondata)。

合大量的影像、高程和矢量数据,以此来创建有精确坐标的三维模型地形数据库。

(2)TerraExplorerFamily:基础的TerraExplorerviewer能够查看和编辑工程,实现基本的量测功能。将用户的三维可视化环境通过这个免费的简便易用的应用程序发布给终端用TerraExplorerPro基

第22卷李　东:基于Skyline的三维GIS在“数字乡村”建设中的应用7

以安宁市云康村为例,该村是一个移民村,运用三维地形模型为背景,对该村建筑物进行三维模型建立,可以模拟该村的建设规划及基础设施建设

情况(如图3所示)。

图1　基于B/S结构的网络拓扑图Fig11　ThenetworktopologydiagramBasedonB/Sstructure图3　基于三维地形的精细建模

Tab13　Theprecisemodelingbasedon3Dterrain

(2)使用Skyline软件产品系列的TerraExplorerPro模块对三维地表进行编辑,添加二维和三维乡

该村外出打工人数较多,村民流动性大,基于此平台加载村民户籍信息,并进行定期更新,有助于相关部门进行户籍管理。同时,在数字乡村前期建设中采集的乡村文字信息、表格数据、图片信息等多媒体资料也可与地理空间数据相对接,改变以

往数据时空性不一致的局面(如图4所示)。

村多媒体数据,以及其他空间地理数据,以工程文件31fly的形式进行保存(如图2所示),此文件可实时动态更新。

图4　数字乡村系统的多媒体应用

Tab14　Themultimediaapplicationsofdigitalcountry

图2　不同维度的空间数据整合

Fig12　Differentdimensionsofspatialdataintegration

开发人员利用TerraExplorePro提供的API接口,可控制和激活大多数TerraExplorerPro的工具和函数,例如水平距离量测、空间距离量测、高度量测、面积量测、等高线轮廓图、地形剖面图、最佳路径、通视分析、视域分析、空间分析等功能。312　基于TerraExplorerviewer的单机版三维数字乡

(3)根据各乡村的实际情况,在现有三维平台

上进行二次开发。针对具体乡村情况,开发相应的功能,搭建实际的应用模型。TerraExplorePro提供了一整套的API,供二次开发使用,它提供了一些访问外部信息的方法,比如:数据库或矢量数据的。所有这些以COM协议为基础的界面都可以通过脚本语言管理,也可通过非脚本语言控制。

(4)使用TerraGate软件发布3D服务器上建成的数据集,使用户在远程客户端可以通过浏览器直接登录用户界面,进行三维场景浏览和功能运用。

村系统　　单机版三维数字乡村系统适合于网络条件不发达,各部门间难以实现信息在线共享,经济实力较落后的乡村使用。其主要作用是帮助某些特定的部门进行独立的辅助决策支持。

单机版三维数字乡村系统使用Skyline公司提

8云南地理环境研究第22卷

供的免费浏览器TerraExplorerviewer作为用户界面,其包含了大部分常见的地理信息系统分析功能,无需用户进行二次开发。三维场景模型及其它各类数据集通过打包的形式放在单台客户机上,不需要任何网络环境即可独立运行,但其单机模式无法实现多用户访问,也不利于更新维护。

用。从数字城市到数字乡村,体现了国家对农业、农村、农民工作的重视,也说明了地理信息技术在电子政务中的应用水平在逐渐深入。将先进的三维地理信息技术引入数字乡村的建设中,不仅可以加快三农信息化建设的步伐,提升数字乡村建设的水平,也同时为我们提出了新的问题与挑战———如何在乡村一级的行政区域内,在资金设备条件相对欠缺的条件下,建立相对高水平的地理空间信息平台,并同时与电子政务相整合的高效应用平台。中国数量广大的农村土地及农业人口也预示着中国“数字乡村”建设将有十分广阔的应用前景。

4　结论与讨论

综上所述,三维数字乡村系统其实是基于地理

信息技术的空间信息平台在电子政务中的具体应参考文献:

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THEAPPLICATIONOF3DGISINTHECONSTRUCTION

OFDIGITALVILLAGEBASEDONSKYLINE

LIDong

1,2

(11CollegeofGeodesyandGeomaticsofWuhanUniversity,Wuhan430072,Hubei,China;

21YunnanProvincialGeomaticsCentre,Kunming650034,Yunnan,China)

Abstract:Itisnecessarytousemoderncomputertechnologyand3D2GeographicInformationTechnologyfor

buildingnewcountryside1Establishingthe3Ddigitalmodelofthecountry,sourcesandeverykindofartificialarchitecturesneedtobedigitized,

thecountrylandforms,naturalre2

thenrepresentthemintheformof3Dvirtual

reality1Integratedspatialanalysisandspatialoperations,andsuperimposedruralmultimediain3Dspaceframe2work,couldrealizethecombinationofE2governmentand3D2GIS1Itdiscussedthearchitectureofdigitalcountry,introducedthesoftwaresystemofSkylineGlobe1YunKangVillage,whichisasmallvillageinAnningCityinYunnanProvince,

isusedasanexampletointroducetheestablishedofdigitalcountry1

Keywords:3D2GeographicInformationSystem;SkylineGlobe;digitalcountry;electronicgovernment

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