蓝志豪 王建国 宁文学 冀慧君 贺朝阳
北方自动控制技术研究所，山西省 太原市 030000
摘要：本文围绕二三维一体化的GIS在技术及其实现方面展开了分析。首先针对二三维一体化的技术途径，在集成开发模式、重新设计开发的模式上展开了分析，接着对三维一体化的技术要求，在数据一体化、数据管理的一体化、显示一体化、操控显示的一体化、分析查询的一体化上展开了分析。最后针对二三维一体化的实现，在系统集成的框架、一体化图形在显示以及框架方面的操作、态势信息在二三维一体化当中的显示上展开了分析。
关键词：二三维；一体化；GIS技术
前言：由于二维以及三维GIS的优势互补，为了满足业务上的需要，许多用户就不得不在系统、维护方面建立两套数据，但是随着技术不间断的更新加快以及数据量持续的增加，系统升级、数据维护当中的问题日益凸显，用户对于二三维在一体化方面的需求也更加迫切，因此针对二三维一体化在GIS技术以及实现方面进行分析是很有必要的。
1 二三维一体化的GIS技术概述
1.1 二三维一体化的技术途径
1.1.1集成开发模式
就是根据现存的二维、三维的GIS基础软件进行的集成开发的模式。这种模式在特点方面具备开发速度快、可以保留选择二维、三维的GIS在基础软件方面的技术等这些优点，但是很难在二维、三维的功能高度方面进行集成，因此不可避免的在数据方面就会形成存储冗余，让数据维护在代价方面被增大。
1.1.2重新设计开发的模式
这种模式是根据用户提出的需求以及二三维在一体化方面的要求，从二三维的分析、可视化、软件集成控制、数据存储管理、数据模型等这些方面去着手，重新去设计和研制出二三维的一体化系统，让其在开发系统方面能够实现最佳的二三维一体化的性能。进而基于二三维的一体化GIS平台所开展的应用系统，在开发方面可以归纳到这一模式当中。
1.2 三维一体化的技术要求
1.2.1 数据一体化
二三维一体化的GIS在各项功能当中使用的是同一套地理空间的数据，为了让这一目标得到实现，在存储管理、数据组织、数据模型设计等这些方面，必须对二三维的特点进行充分考虑，尤其是数据在二维、三维在显示时需要的转换效率，还有三维在显示实际数据读取的效率。
1.2.2 数据管理的一体化
数据管理的一体化只能是在二维以及三维显示的环境之下，关于地理数据的装载存储、地理数据的操作访问、更新维护等操作，使用的都是相同的地理数据管理以及访问的引擎，有利于数据后期的管理维护。
1.2.3 显示一体化
显示一体化是指在地理环境实现可视化的时候，各种类型的数据元素不仅能够构建出二维的环境，还可以快捷灵活的构建出三维的环境，涉及到的二三维在一体化方面的多元化数据集成在显示和地图组织方面的问题，用来解决各种图层在二维以及三维环境之下的叠加显示，保证在显示的比例相同的条件之下，让二维和三维在图形方面所展示出的内容是相同的。
1.2.4 操控显示的一体化
二维和三维在显示环境之下对于图形操控使用的是相同的规则、相同的人机交互的解释模块，要维持二维以及三维在显示环境之下对于图形操纵的一制性。图形在操作方面的控制，包括图层控制、地图定位、后退、前进、旋转、漫游、缩小、放大，以及三维当中独特的飞行漫游、跟踪球漫游、比高、俯仰等这些内容。
1.2.5 分析查询的一体化
在二维以及三维显示的环境之下，支持同种类型的查询以及分析的工作记录，包括地理分析、地图量算、地名查询、空间查询、属性查询等这些各种类型的分析功能，分析查询可以在二维以及三维的显示环境之下，通过有效的方式进行展现[1]。
2 二三维一体化的实现
2.1 系统集成的框架
系统集成的框架指的是系统功能和二维三维在一体化方面很多技术要求实现的基础。应急指挥系统使用的是软件当中有关总线的思想以及MIC的设计模式展开设计，模型对应的是地理数据视图，主要对应的是技术当中的二维显示以及三维显示，控制器所对应的是图层数据编辑、显示控制、地图的操作等。集成系统框架当中，二维三维应用所涉及到的显示风格设置、地图符号、显示控制、人机交互、数据分析、数据查询、访问引擎、数据管理、数据集等这些内容都能够在最大程度上实现一体化。
2.3 一体化图形在显示以及框架方面的操作
二维三维主要的区别就是图形在绘制的时候会对绘制模块进行不同的调用，然而在操作控制、符号配置、图层控制、数据统计等这些方面使用的是功能相同的模块。为了在相同地图当中对于地物模型数据、高程数据、影像数据、矢量数据等这些进行精确的精准的叠加显示，地图在绘制的时候，要使用地图的图层作为单位，通过对图层当中的绘制组件进行合适的调用，并行或逐一的在各自的缓存当中对地图图层进行绘制，然后对每个图层在绘制结果上按照图层在叠置中的关系实行叠加合并，最终在显示缓冲区当中形成二维以及三维的地图进而呈现给用户。
2.4 态势信息在二三维一体化当中的显示
态势信息是在应急指挥的信息当中独有的一种信息类型，其中包括防灾救灾的基础设施、社情、灾情以及应急指挥决策当中一些密切相关的信息，他们是用户关注的信息当中比较重要的内容，态势信息在二三维一体化的形式当中，是用户对应急救灾态势进行全面认知的一种重要手段，二三维在一体化的显示上，实际指的就是从二维的标号进展到三维的标号，这一变化过程对于点状型的标号，二维标号的边线从“线”延伸到“体”就可以；然而对于线状的标号为了加强图形在表现方面的能力，三维标号一般会架到地表之上，并不是贴在地表上面。因此由二维标号转化成的三维标号，这期间二维标号当中的边线必须使用数学曲线进行描述，让边线在刚性方面得到保持以及由边线朝着地表延伸成垂直面进而实现曲面之间在平滑方面的衔接与过渡起到保障，对于面状的标号通常会贴在地表之上，需要进行细分面域然后再加上厚度一定的立体网格，在地表方面赋予相应的高度，形成贴地的立体性网格[2]。
结束语：综上所述，通过研究实践证明了二三维一体化措施的可行性、有效性，
让二三维在可视化方面的切换能够更加的高效，图形的表达以及景观的描述相互结合而成的数据组织模型，可以说是为数据的可视化奠定了一个灵活性的基础，还可以对单个目标进行可视化方式的特殊处理，在使用方面满足了较好的需求。
参考文献：
[1]张跃鹏, 柯希林, 高凯,等. 二三维一体化GIS技术及其实现[J]. 测绘科学与工程, 2013, 033(002):P.64-68.
[2]张笑凡, 李洪涛. 基于Arcgis 软件的二三维一体化研究[J]. 工程技术(全文版), 2016(9):00284-00284.