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三维地理信息数据服务规范研究与实践王云将

发表时间：2021/9/7 来源：《城市建设》2021年9月上17期作者：王云将

[导读] 三维地理信息数据不仅能够为人们带来较为真实的视觉感受，而且所包含的内容极为丰富，为我国社会经济全面发展发挥了积极的促进作用。然而三维地理信息数据由于受到结构复杂程度较高、数据量较大、种类多样化、对应数据服务范围无法明确等特征的影响，导致各项三维数据具有的重复使用率较低，难以实现集成和共享的目标。

贵州省贵阳市测绘院王云将 550081

摘要：三维地理信息数据不仅能够为人们带来较为真实的视觉感受，而且所包含的内容极为丰富，为我国社会经济全面发展发挥了积极的促进作用。然而三维地理信息数据由于受到结构复杂程度较高、数据量较大、种类多样化、对应数据服务范围无法明确等特征的影响，导致各项三维数据具有的重复使用率较低，难以实现集成和共享的目标。为了确保三维地理信息数据的问题得到有效解决，相关工作人员必须加强对三维地理信息数据服务模式的有效规范，从而为三维地理信息数据有效实现集成和共享提供帮助。
关键词：三维；地理信息数据；服务规范
        三维地理数据信息相关数据来源具有的流动性越来越明显，系统具有的活泛性也越来越高，随之而来的数据集成和数据共享问题也越来越突出。主要体现在两个方面，三维地理信息数据相关产品具有的大数据特征越来越明显，传统三维模型描述以及4D产品数据模型无法对其具有的多种类、快更新、大体量范畴进行有效利用，对海量异构三维数据的统一描述问题无法有效解决；在“互联网+”开放的生态环境下，建设三维地理信息数据平台的各项要求无法与之匹配，需要对应的网络服务共享机制具有较高规范性和可操作性，才能将传统三维地理信息具有的“信息孤岛”状态彻底打破。相关人士应该加强对三维地理信息数据服务规范的深入研究和不断探索，设计出一套能够确保三维数据有效实现集成和共享目标的制度规范，确保三维地理信息服务资源能够凭借标准化服务措施，实现共建共享和资源整合目标。
        一、接口规则体系研究
        （一）资源描述接口
        对于资源描述接口而言，主要是对自身所服务的地理场景状态进行描述，主要包括内部图层与结构类型、所支持的查询方法和操作方法、资源名称等，作为进入空间查询、场景数据、全文检索等接口的总入口。
        （二）场景数据接口
        对于场景数据接口而言，能够对地理场景资源内部三维数据的读取路径和组织情况进行描述，作为能够为三维可视化标准数据提供服务能力的进入口。
        （三）空间查询接口
        对于空间查询接口而言，能够对地理场景内三维数据参与三维空间时提出的参数请求和结构项目内容进行描述，作为能够向三维空间分析提供标准化数据服务能力的入口[1]。
        （四）全文搜索接口
        对于全文搜索接口而言，能够对地理场景内部单体语义三维数据对任何属性数据提出的参数请求和结构响应进行描述，作为能够向三维非空间分析标准数据提供服务能力的入口[2]。
        二、物理结构体系研究
        （一）细节层次关系规则
        作为组成海量三维地理信息数据的关键内容之一，细节层次关系规则能够为三维可视化运用具有的“按需数据调度”需求提供支持。细节层次关系规则是以3DTiles瓦片JSON具有的自定义自适应细节层次数据组织结构作为基础，对其需要的基准采取合理调整措施，运用 CGCS2000相关空间参考参数代替其中各类包围盒对于WGS84相关空间参考参数具有的硬性定义，充分满足国家制定的相关通知、公告中对我国地理信息系统进行统一空间参考以及测绘结果的相关要求。与此同时，为了对地形数据固定结构细节层次隔网进行定义，应该对CGC2000全球XYZ的隔网进行剖分，从而对国家“天地图瓦片”进行兼容。在此基础上，将站心坐标系统作为核心，将可测量实行数据固定结构系列层次模型的相关定义增设其中，并且将WMTS的分级分块结构列入其中，从而对影像数据具有的细节层次模型进行有效定义[3]。

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        （二）异构三维数据结构
        第一，地物模型，主要是对具有一定属性特征或精细细节的地物对象进行描述，包括BIM、地下管线、车载激光点云、人工模型等，在储存过程中通常以点云对象或实体对象的方式呈现。
        第二，地形模型，主要是对具有连续几何形态的地形对象进行描述，包括倾斜摄影DSM、水下地形、DEM等，在储存过程中经常以栅格影像或网格对象的方式呈现。
        第三，实景模型，主要对具有全向视觉信息的影像数据进行描述，包括空中全景数据、可测量街景数据，在储存过程中通常以栅格影像和三维描述信息相结合的方式呈现。
        第四，影像模型，主要对能够与地形模型高度匹配、不同时相或级别的表面纹理信息进行描述，包括经营地址数据、以地图服务形式发布的DLG、DOM等，在储存过程中通常以栅格影响和索引信息相结合的方式呈现[4]。
        （三） gITF底层储存结构
        对于gITF这种三维模型文件格式而言，能够使三维模型在进行网络传输过程中更加便利，在三维数据中通常被描述为JPEG。WeBGL或其他API能够对数据传输压力和解析计算压力进行兼顾解决，确保对应三维数据的尺寸得到正确压缩，并且确保压缩数据在实际应用过程中的处理效率得到进一步优化。gITF作为一个运营商以及在运行过程中的中立格式，能够将轻易解析、运用在场景描述中的JSON文件与其他对动画、几何数据进行储存的二进制文件进行充分结合[5]。
        三、三维地理信息数据服务规范应用实践
        本文以江苏省基础测绘建设任务“全景江苏”为例，对三维地理信息数据服务规范的应用实践进行详细论述。在该任务中，三维地理信息数据服务规范主要在储存格式和接口设计等方面发挥作用。该项目能够将点云模型、地形模型、人工模型、倾斜摄影模型等多元化三维地理信息数据进行统一，使其能够满足储存格式的规范要求，从而向外部提供空间查询、场景数据、全员检索、资源描述等各项接口服务，使三维地理信息数据具有的共建共享、资源整合目标得到有效实现，对该规范具有的现实指导意义进行证明。该平台具有的功能种类较多，包括数据查询、服务接口预览、资源发布和管理等，不仅能够使三维数据有效实现多次反复利用的目标，而且还能为三维地理信息数据实现共建和共享目标提供更多新思路[6]。
        结束语：
        在我国现代化信息技术水平不断提高的带动下，测绘技术手段呈现出多元化发展趋势，其中以倾斜摄影测量、移动测量、激光扫描等模式为代表的新型三维数据模式以较快的速度得到了发展，不仅使三维地理信息数据模式具有的自动化程度越来越高，而且还能使数据体量越来越大、更新速度越来越快。因此，想要确保三维地理信息数据共享和集成的目标得到有效实现，应该从建立三维地理信息数据服务规范这一基础要素入手，这也是体现三维地理信息数据服务标准科学谋划的重要途径。通过对三维地理信息平台数据服务规范的制定，不仅能够为其提供具有较高标准化的服务接口，而且还可以对相关产品的有序构建提供指导，确保三维地理信息资源的管理方式具有较高规范性，使其在政府管理公共服务信息化建设中具有的重要作用与价值充分发挥出来，为我国社会经济发展和国民经济建设水平的进一步提高提供技术支撑。
参考文献：
[1]邱天，李佩，吕志慧.三维地理信息数据服务规范研究与实践[J].地理空间信息，2020(9).
[2]张孝勇，沈蕊，温丹琪.基于3DPS的三维地理信息服务平台设计与实现[J].科学技术创新，2019,000(030):P.83-84.
[3]赵朋.三维城市地理信息可视化服务系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2020,v.43;No.253(05):29-31.
[4]王金传.基于OGC标准的分布式地理信息服务链构建方法研究[D].山东师范大学，2019.
[5]王桂芝，乔俊军，王东华，等.国家标准《中比例尺公开基础地图数据规范》的体系设计与研究[J].地理信息世界，2020,027(001):89-95.
[6]张健.基于微服务的地理信息服务共享平台设计与实现[D].武汉大学，2019.