第12章：ArcGIS三维幻灯片

1、第十三章：ArcGIS三维可视化,1,提纲,ArcGIS 3D Analyst 分析功能,1,ArcScene: 三维建模环境,2,3D分析及显示的数据源,3,全球三维可视化软件平台,4,2,1. ArcScene 三维场景,三维场景: 用于查看浏览三维数据,3,1. ArcScene 三维场景,表面数据： Grid (DEM) 数据 TIN 数据源 2维矢量数据，从表面数据或属性表中获取高程信息 3维矢量数据，已存储有高程值可以直接显示为三维形式 影像数据，从表面数据中获取高程信息,4,1. ArcScene 三维场景,1. 要素的立体显示 在三维场景中显示要素的先决条件是要素必须被以某种方

2、式赋予高程值或其本身具有高程信息。 两种方式： 具有三维几何的要素，使用其自身高程属性进行三维可视化； 缺少高程值的要素，可以采用突出和叠加的方式进行三维显示。,5,1. ArcScene 三维场景,三维的 点 线 多边形,6,1. ArcScene 三维场景,等高线要素的三维显示：,7,1. ArcScene 三维场景,叠加：所谓叠加，即将要素所在区域的表面模型的值作为要素的高程值,8,1. ArcScene 三维场景,9,1. ArcScene 三维场景,突出：所谓突出是指根据要素的某个属性或任意值突出要素，如要想在三维场景中显示建筑物要素，可以使用其高度或楼层数这样的属性来将其突出显示

3、。,10,以三维方式查看属性数据,11,属性数据三维可视化,Feature extrusion,single attribute display,multiple attribute display,12,二维数据的三维显示,任意的二维数据可以覆盖在3维表面上显示为三维的形式,河流 道路 卫片 航片,13,平面数据,二维数据可以从属性中获取一个高度 统计数据、建筑物高度,14,15,1. ArcScene 三维场景,ArcScene 中要素的立体显示（设置基准高程加载显示与拉伸显示两种方式）,16,1. ArcScene 三维场景,2. 设置场景属性 添加到场景中的图层必须具有坐标系统才能正确

4、显示； 为更好地表示地表高低起伏的形态，有时需要进行垂直拉伸，以免地形显示地过于陡峭或平坦； 为全面地了解区域地形地貌特征，可以进行动画旋转； 为增加场景真实感，需要设置合适的背景颜色； 根据不同分析需求，设置不同的场景光照条件，包括入射方位角、入射高度角及表面阴影对比度； 为提高运行效率，需要尽可能地减小场景范围，去除一些不需要的信息。,17,1. ArcScene 三维场景,（1） 场景坐标系统,18,1. ArcScene 三维场景,（） 垂直拉伸,19,1. ArcScene 三维场景,（3）使用动画旋转:,图9.54 动画旋转操作对话框,20,1. ArcScene 三维场景,（4）

5、改变场景的光照,21,1. ArcScene 三维场景,（5）改变场景范围,22,1. ArcScene 三维场景,. 飞行动画 动画是由一条或多条轨迹组成，轨迹控制着对象属性的动态改变，例如，场景背景颜色的变化，图层视觉的变化或者观察点的位置的变化。轨迹是由一系列帧组成，而每一帧是某一特定时间的对象属性的快照，是动画中最基本的元素。,23,1. ArcScene 三维场景,生成动画的五种方法： 通过创建一系列帧组成轨迹来形成动画； 通过录制导航动作或飞行创建动画 ； 通过捕捉不同视角，并自动平滑视角间过程创建动画； 通过改变一组图层的可视化形成动画效果 ； 通过导入路径的方法生成动画 ；,2

6、4,1. ArcScene 三维场景,（1）创建一系列帧组成轨迹形成动画；,图9.57 轨迹创建按钮,图9.58 轨迹创建对话框,25,1. ArcScene 三维场景,（）创建一系列帧组成轨迹形成动画； （）捕捉不同视角，并自动平滑视角间过程创建动画；,图9.59 动画操作工具条,26,1. ArcScene 三维场景,（）改变一组图层的可视化形成动画效果 ；,图9.60 动画效果创建按钮,图9.61 动画效果创建对话框,27,1. ArcScene 三维场景,（）通过导入路径的方法生成动画 ；,图9.62 动画生成按钮,图9.63 动画生成对话框,28,ArcScene GUI,3D Sc

7、ene GUI,29,1.3D Analyst分析功能,表面建模和分析的复杂工具,30,1. 3D Analysis 功能,数据 转换 生成 等值线 剖面 图 阴影制图 最陡坡降路径 可视域、可视性分析 计算坡度、坡向 三维要素分析,31,数据转换：2D数据转换为 3D,32,a)数据转换,1. 二维要素三维化 通常，有三种方法将现有的二维要素数据转换为三维数据： 由某一表面获取要素的高程属性值； 由要素的某一属性值作为高程值； 将要素的高程属性值赋为某一常量。,33,a)数据转换,（1）从表面获得现有要素的高程值 此方法由要素所在区域的表面模型获取高程值赋予要素，将其转换为三维要素。,图9.

8、64 从表面获得高程值菜单按钮,图9.65 从表面获得高程值操作对话框,34,a)数据转换,（）通过要素属性获取要素高程值 此方法将要素某一属性字段作为高程值，从而实现将其转换为三维要素。,图9.66 通过要素属性获取要素高程值操作对话框,35,a)数据转换,（）以某一常量作为要素高程属性 此方法将某一常量作为高程值赋予要素，使其转换为三维要素。,图9.67常量作为要素高程属性操作对话框,36,a)数据转换,.将栅格数据转换为矢量数据 欲将栅格表面所包含的信息用于基于矢量的数据分析，可将栅格数据转换为矢量数据。,将栅格数据转换成所需的要素的步骤是： 1）将栅格表面数据转换成某种特定类别的数据，

9、如高程、坡度、坡向； 2）将各类别转换成多边形； 3）将多边形数据与其它矢量数据一起使用，选择符合某个标准的区域。,37,a)数据转换,ArcGIS中的实现,38,a)数据转换,3.将TIN表面数据转换为矢量要素数据 可以从TIN表面上直接提取坡度与坡向多边形，或将TIN的结点高程值提取为点要素类。 在ArcGIS中实现如下：,图9.71 TIN矢数据转换菜单按钮,图9.72 TIN矢数据转换操作对话框,39,a)数据转换,图9.72 TIN矢数据转换操作结果,40,b)根据表面生成等值线,41,c)可视性分析剖面图,42,d)最陡坡降路径,creates a graphic on the v

10、iew,Steepest descent tool,生成最陡坡降路径,43,graphic can be viewed in 3D,e)以三维形式显示最陡坡降路径,44,f)可视域及可视性分析,45,g)计算坡度、坡向,46,h)三维要素分析,通过属性从要素转换到 3D 将 3D 线与多面体(Multipatch) 相交 添加 Z 信息 构造通视线 天际线 天际线障碍物 天际线图,3D 差异 3D 内部 3D 相交是否为闭合 3D 临近 3D 联合,3D 要素工具：用于在 3D 模式下处理要素和表面,47,h)三维要素分析,添加 Z 信息：添加关于具有 Z 值的要素类中的要素的高程属性的信息

11、构造通视线创建表示视线（从一个或多个视点到目标要素类的要素）的线要素 通过属性从要素转换到 3D使用从输入要素属性获得的高度值创建 3D 要素 是否为闭合评估多面体要素以确定是否每个要素完全封闭空间体积,48,五、三维要素分析,3D 差异: 比较两个要素类的多面体要素，然后从其中一个要素类中减掉所有重叠区域。 输入多面体要素应该是闭合的,如果多面体要素不是闭合的，则只是将其跳过并显示一条错误消息。 该工具将第一个输入要素类中的每个多面体要素（称为被减数）与第二个多面体要素类中的每一个多面体要素（称为减数）进行比较 如果它在第一个要素类的任何要素与第二个要素类的任何要素之间发现重叠，则将此重叠部

12、分从被减数要素中减掉。它对被减数要素类中的每一个要素都执行此操作。 请注意，如果与减数要素类中的要素完全重叠，则可能从输出中完全删除此类要素。因为比较和计算可能非常耗时，所以应谨慎地选择合适的输入数据集。,49,h)三维要素分析,3D 临近:计算每个输入要素到一个或多个邻近要素类中的最近要素的三维距离,50,h)三维要素分析,3D缓冲区,51,h)三维要素分析,3D 内部该工具通过对每个要素进行判定来确定它是否落在多面体 (multipatch) 的内部。如果它落在多面体要素内，那么它会向新生成的表文件中写入一个条目，指明它所落入的要素。,52,h)三维要素分析,3D 联合计算重叠多面体的图面的几何交集，然后将多面体聚合在一起。创建为输出的要素的个数取决于工具的设置。,53,h)三维要素分析,3D 相交根据闭合多面体 (multipatch) 要素的面的几何交集，计算出由这些要素定义的两个体积的几何交集。两个图层和/或要素类中重叠的要素或部分要素将被写入“输出要素类”。,54,h)三维要素分析,天际线生成一个包含天际线轮廓分析结果的线要素类或多面体要素类,55,h)三维要素分析,天际线障碍物生成一个表示天际线障碍物或阴影体的多面体要素类。,56,h)三维要素分析,天际线图计算天空的可见性，并选择性地生成表和