基于数字地球的城市人防三维可视化系统.doc

基于数字地球的城市人防三维可视化系统黄建华1杨杨21（61081部队。北京100000）2（中国人民解放军武汉通信指挥学院。武汉430000）[摘要]城市人民防空三维可视化系统是当前人防信息化建设的重点工程。本文探讨了基于数字地球的城市人民防空三维可视化系统的建设情况研究了系统的关键支撑技术描述了系统的总体框架及功能设计了基于数字地球的城市人防空间分析模型为人防信息化提供了一个切合实际的方案。关键词：数字地球；三维可视化；空间分析；城市人防中图分类号：P208文献标识码：B文章编号：目前大型城市面积越来越大有些已经将附近的中小型城市覆盖进来。[1]城市人防原有的部分基于三维GIS实现的城市人防三维可视化系统在技术上有些不合理的地方如：在视觉上无法与真实环境一致无法表现出地球曲面的投影效果；地图数据由二维矢量地图、DEM数据构成数据更新慢实时性差城市建设发展无法及时得到反映；矢量地图数据通常是城市1：1万地图还是有很多的要素没有表示出来。随着计算机技术、摄影测量与遥感技术、虚拟技术、数据库技术的飞速发展尤其是近年来Googleearth等数字地球技术的发展使建设城市人防三维可视化系统有了一种新的计算机技术手段。数字地球技术包括大比例尺卫星影像、高精度三维模型、二维矢量地图等先进的测绘保障技术。将“数字地球”技术引入“城市人防三维可视化系统”使城市人防指挥作业及预案演示更为直观真实使模拟、推演城市人防有了全新的仿真手段。1“数字地球”开发技术简介数字地球开发平台简介目前国内外软件厂商已经开发了一些数字地球开发平台目前这方面做得不错的国外软件有Google公司推出的GoogleEarth平台、Microsoft公司推出的MSNVisualEarth平台以及NASA公司的WorldWind平台。就国内三维地理信息系统方面来说分别有：北京灵图软件技术有限公司开发的VRMap平台、超图公司开发的SuperMap系统、适普软件有限公司开发的IMAGIS系统中国地质大学的MapGIS系统武汉大学的CCGIS系统。这些系统平台都支持二次开发功能为实现本系统提供了较多的技术选择。本文所提出的“城市人防三维可视化系统”基于目前流行的Skyline数字地球开发平台采用MultigenCreator建模工具实现。Skyline平台简介通常而言一个基本的三维可视化平台必须要实现场景的建立、场景的漫游控制和场景的录制、回放。[2]场景的建立主要是场景中各种元素的实现和管理例如各种模型（含地形）、纹理、环境和特效等。场景漫游控制主要是适应用户的各种需求提供功能方便、齐全的跟踪、环绕、路径漫游等操作。在这些方面Skyline数字地球开发平台基本上都能够实现是实现“城市人防三维可视化系统”的较好的选择Skyline平台的组件及功能如下：1）通过TerraBuilder将多种空间数据融合在一起。TerraBuilder能融合的数据源包括：航片、高程数据、各种地理信息层、专业应用的数据标准以及各种传感器的数据并可将这些数据用来创建有精确坐标的三维地形数据库。2）通过TerraExplorer实现远程访问虚拟场景使得用户可以浏览分析空间数据可以对其进行编辑可以在上面添加二维或者三维的物体、路径、场景以及地理信息文件。TerraExplore与TerraBuilder所创建的地形库相连接并且可以立即在网络上发布。TerraExplorePro提供的二次开发模块给用户提供了众多的接口方便进行二次开发。3）通过TerraGate服务器端软件允许用户通过网络访问地形数据库。TerraGate优化的算法可以使海量的地形数据以实时的数据流方式在网络中展现出来就像读取本地机器上的文件一样流畅。空间量算和空间分析是地理信息系统所必需提供的功能功能是否全面将决定应用系统的开发难度。除上述组件之外Skyline数字地球开发平台还提供了多种空间量算和空间分析功能包括：高程量算、距离量算、最短路径、爆炸覆盖范围、通视等。[3]这些功能方便对城市人防的警报器覆盖范围、爆炸杀伤面积、疏散范围、行动距离、安全疏散人数进行相应的分析。2基于数字地球的城市人防三维可视化系统设计2.1基于数字地球城市人防三维可视化系统的总体框架城市人防作战体系因本身结构的复杂性其仿真系统设计具有很大的难度。基于数字地球技术开发的“城市人防三维可视化系统”基于B/S软件框架开发。系统中的用户可以是位于局域网的用户也可以是远程使用浏览器的用户。系统利用MultigenCreator创建警报器、人防专业行动队等各种城市人防三维仿真符号集成人防常规业务数据并应用Skyline三维引擎完成环境场景、三维分析、及远程发布等功能。系统的总体