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产品技术资源

ArcGIS三维应用经验介绍

一、3D分析简介：

ArcGIS 3D 分析扩展模块是ArcGIS 桌面产品（ArcView，ArcEditor 和ArcInfo）的三维可视化和分析扩展模块。这个可选的ArcGIS 3D 分析扩展模块使用户可以有效地显示和分析表面数据，并可用内含的三维可视化和地形建模功能。ArcGIS 3D 分析扩展模块的核心是ArcScene 应用，它为多层三维数据图的显示观察以及表面数据生成和分析提供了用户界面。使用ArcGIS 3D 分析扩展模块，用户可以从多个视点检查一个表面，查询表面，决定从表面上的一个位置什么可见，并能将栅格和矢量数据贴在一个表面上生成现实的影像效果。ArcGIS3D 分析扩展模块也提供高级的GIS 工具用来三维建模，例如cut–fill，视线和地形建模；同时提供效果工具来刻画同一个地图上相邻地区的差别。

ArcScene 为你构造透视观察场景，在其中你可以对你的地理信息系统（GIS）数据进行导航并交互操作。你可以在表面上贴上栅格和矢量数据，拉伸矢量数据生成线、墙和立体块；在ArcScene 中你也可以用3D 分析工具生成和分析表面。ArcGIS 3D 分析扩展模块扩展了ArcCatalog，在ArcCatalog 中，你能够管理3D 数据和创建图层，并察看3D 属性。你能在ArcCatalog 中预览3D场景和数据并可以使用与ArcScene 中一样的导航工具。ArcGIS 3D 分析扩展模块也扩展了ArcMap，在ArcMap 中你不仅能够分析表面，也能用你的GIS 数据生成新的表面，查询表面上某一位置的属性，并分析从不同位置的表面部分的可见性。同时你可以决定某一表面上和表面下的表面面积和体积，并沿表面上某一3D 线生成剖面。ArcGIS 3D 分析扩展模块还允许你在ArcMap 中从存在的2D GIS 数据生成3D 要素，或者用一个表面提供Z 值来数字化新的3D 矢量要素和图形。

ArcGIS 3D 分析扩展模块的特征如下：

从任何数据构建表面模型
可以为展示，分析或在Web 显示导出，进行交互式透视观察，包括平移和缩放，旋转，倾斜，以及模拟飞行。
模拟现实世界表面特征，例如建筑物
模拟地表下特征——井，矿井，地下水和地下存储设备
根据属性动态生成三维表面
动态应用数据进行正规化和夸张表达
在表面上贴上二维数据显示三维效果
计算表面面积和体积，坡度，坡向和阴影
生成二维或三维等高线
进行视域或视线分析，散点高度插值，生成剖面和最陡路径决策
使用任何ArcGIS 支持的数据，包括CAD，shapefiles，ArcInfo Coverages，和影像
基于属性和位置查询三维数据
为在Web 上显示将数据导出为VRML

用ArcGIS 3D 分析扩展模块能做什么?

ArcGIS 3D 分析扩展模块在ArcScene 中提供了一组用来对3D 数据进行分析和可视化的工具。它也扩展了ArcCatalog 和ArcMap 应用，使你能够更加有效地管理你的三维GIS 数据，并在ArcMap 中进行3D 分析和编辑3D 要素。

用ArcScene 能做什么？

ArcGIS 3D 分析扩展模块的核心是ArcScene 应用。ArcScene 为多层3D数据的可视化观测、生成表面以及分析表面提供了用户界面。

数据可视化：ArcGIS 3D 分析扩展模块能够让你把影像或矢量数据贴到表面上，并能从表面上拉伸矢量数据。你能用不同的视窗从多个视角观察一个场景。你能够通过改变3D 图层的属性来显示阴影或透明效果，并且你能改变3D场景的属性来设置地形的垂直夸张效果、坐标系、场景的范围以及场景的照明。表面生成：你能在ArcScene 和ArcMap 中使用3D 分析工具从你的GIS 数据生成表面模型。你能插值生成栅格表面，在TIN 表面上创建和添加要素。你还能从表面派生新的坡度和坡向栅格。

表面分析：ArcGIS 3D 分析扩展模块使你能够交互式地查询栅格表面的值和TIN 的高程、坡度和坡向（见图）。你能从表面模型派生新的坡度和坡向栅格，生成等高线以及在表面上查找最陡路径。

二、ArcGIS三维应用经验总结

我们根据实际项目经验中碰到的情况，总结三维应用涉及到的关键技术有几点：

数据量问题----三维应用除了三维模型如房子，道路设施等等，还有可能需要用到大量的地形数据和卫星影像数据。这些数据量都比较大，可以达到几百GB，甚至几个TB级。因此三维平台如何能够保证大数据量下的性能是关键。ArcGIS的3D分析采用先进的引擎技术，来支持对海量数据的管理。

数据共享问题----一个三维应用除了要建立自己的三维模型之外，还需要从相关部门如测绘、海洋、气象等获取相关数据。否则没有数据的应用，不会有任何效果。ESRI公司的产品在国家各个部委都有成熟的应用，所支持的数据格式E00、Coverage、Shape File都成为业界内数据交换的标准，对于影像数据格式的支持更加普遍，目前市场上的各种影像格式基本上都可以支持。用户还可以从esri online上获取丰富的遥感底图数据，9.3.1以上的用户还可以免费获取微软bingmap 的遥感数据，利于节省底图数据购买、处理经费。

3D空间分析功能----三维的应用不仅仅是展现三维场景的问题，对于应急管理应用来说，三维的分析功能尤其重要。ArcGIS的3D分析模块继承了ArcGIS桌面二维的分析功能，不但可以展现二维中分析的结果，更支持在三维场景中直接进行空间分析功能。例如，可以结合专业扩散模型进行各种有害物质的扩散模拟，或进行危险区域的分析，并采取紧急预案措施进行现场调度或人员撤离的指挥分析。

下面是一些应用介绍：

（1）、ArcGIS三维应用可进行真是三维场景的模拟，可以结合3D Max、OpenFlight、SketchUp、CAD等的三维模型展示，并可以结合DEM,TIN高程数据、二维的矢量数据、航拍相片、以及卫星遥感影像等结合，展示真是的三维场景。下图为华北电网输变电管理项目中的的真是变电站场景模拟，结合了矢量、三维地形、卫星影像、以及三维模型等各种数据：