【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 模型編輯、空間地理數(shù)據(jù)編輯及屬性信息編輯。系統(tǒng)提供多種方式的分類分層地下空間數(shù)據(jù)的編輯功能，操作方便，流程嚴(yán)謹(jǐn)。l 影像編輯工具該編輯工具一般不受權(quán)限的限制，因?yàn)槠渚庉嫿Y(jié)果只影響當(dāng)前修改參數(shù)的計(jì)算機(jī)。用戶可根據(jù)自己的需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，通常是在影像圖層的屬性對(duì)話框中修改。利用影像圖層屬性對(duì)話框，可以修改圖層名稱、顯示的最小/最大經(jīng)度緯度、最小/最大顯示級(jí)別，固定緩存地址、服務(wù)地址，是否啟動(dòng)時(shí)顯示，是否轉(zhuǎn)化為evg文件；可設(shè)置是否開(kāi)啟卷簾、卷簾數(shù)據(jù)集、不透明度等。還可進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的重新加載。圖 影像數(shù)據(jù)編輯l 矢量編輯工具該編輯工具一般不受權(quán)限的限制，因?yàn)槠渚庉嫿Y(jié)果只影響當(dāng)前修改參數(shù)的計(jì)算機(jī)。用戶可根據(jù)自己的需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，通常是在矢量圖層的屬性對(duì)話框中修改。利用矢量圖層屬性對(duì)話框，可以修改圖層名稱、最大/最小數(shù)據(jù)顯示級(jí)別、最大渲染級(jí)別、顯示的最大/最小經(jīng)度緯度、服務(wù)地址，是否與影像同步、是否顯示、是否啟動(dòng)時(shí)顯示、是否開(kāi)啟卷簾；可修改圖層視角，注記顏色、字體等其他圖層風(fēng)格。圖 矢量數(shù)據(jù)編輯l 屬性信息編輯工具屬性信息一般是以列表的形式展示的，其數(shù)據(jù)一般只能由管理員或其他有特殊要求的用戶進(jìn)行修改。屬性信息編輯工具提供屬性信息字段名稱、字段類型、字段長(zhǎng)度等參數(shù)的修改，以及屬性值的修改。圖 屬性信息編輯l 三維模型編輯工具該工具主要用于管線三維模型的修改。用戶根據(jù)系統(tǒng)使用權(quán)限，可對(duì)管線模型外觀、位置、走向、長(zhǎng)度、直徑、鋪設(shè)水深等參數(shù)進(jìn)行編輯，同時(shí)可編輯管線節(jié)點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)、添加、刪除節(jié)點(diǎn)，調(diào)整管線模型信息。對(duì)于地下建（構(gòu)）筑物、地質(zhì)環(huán)境模型等，用戶可修改模型顯隱、模型位置、縮放比例、距地面高度、傾斜角度、視角信息等。圖 三維模型數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)更新對(duì)于編輯修改后的數(shù)據(jù)，能夠自動(dòng)進(jìn)行三維模型的更新、數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式的更新、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)更新，提高工作效率。提供各種編輯工具，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的更新。(2) 地理信息瀏覽服務(wù)實(shí)現(xiàn)以二維及三維地圖為主要表現(xiàn)形式的地理信息瀏覽。1) 二維瀏覽二維地圖瀏覽是為用戶提供對(duì)預(yù)先編制的線劃地圖、影像地圖的瀏覽服務(wù)。實(shí)現(xiàn)二維地圖服務(wù)的基礎(chǔ)軟件必須支持OGC WMS規(guī)范，此外還可以根據(jù)需要選擇或制定基于SOAP 和REST 的接口，為開(kāi)發(fā)用戶提供更多的選擇。2) 三維瀏覽三維地圖服務(wù)為用戶提供由遙感影像、DEM 構(gòu)建的三維地形場(chǎng)景瀏覽，以及城市范圍內(nèi)以三維建筑物模型和紋理構(gòu)建的三維城市景觀、城市立面街景瀏覽。三維服務(wù)需要開(kāi)發(fā)專門(mén)的客戶端軟件，應(yīng)支持直接讀取通過(guò)WMS 接口發(fā)布地圖服務(wù)。鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和控制面板操作數(shù)字地球?yàn)g覽模塊提供對(duì)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和控制面板等外部輸入設(shè)備操作的支持。系統(tǒng)對(duì)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和控制面板的常用功能操作進(jìn)行預(yù)設(shè)，用戶通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)、鍵盤(pán)操作以及控制面板功能按鈕的相應(yīng)操作可以方便的進(jìn)行數(shù)字地球的三維瀏覽。鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和控制面板操作詳細(xì)情況見(jiàn)下表：設(shè)備按鍵結(jié)果鼠標(biāo)左鍵在地圖窗口，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵不動(dòng)，上下左右的拖動(dòng)地球，可實(shí)現(xiàn)地圖的任意方向的漫游功能右鍵在地圖窗口，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵不動(dòng)，上下拖動(dòng)地球，可實(shí)現(xiàn)地球俯仰，實(shí)現(xiàn)地圖的三維效果滾輪滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪，可將地圖窗口放大縮小鍵盤(pán)【←】將地球向左旋轉(zhuǎn)【→】將地球向右旋轉(zhuǎn)【↑】將地球上翻，用戶視角下俯【↓】將地球上翻，用戶視角上仰【空格鍵】將地球方向置北地上三維瀏覽以數(shù)字地球方式無(wú)縫集成海量數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)、高清影像數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)高程模型（DEM）數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、二維矢量數(shù)據(jù)、興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、文字信息等，并可對(duì)地球進(jìn)行快速縮放、旋轉(zhuǎn)、傾斜等操作?；A(chǔ)影像數(shù)字地球數(shù)字高程高清影像多媒體數(shù)據(jù)三維模型地下空間三維瀏覽利用逼真快速的三維渲染技術(shù)、環(huán)境特效技術(shù)等，結(jié)合基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、地下空間規(guī)劃、建設(shè)與管理等多源信息數(shù)據(jù)特點(diǎn)，提供大場(chǎng)景、大數(shù)據(jù)量的三維可視化，仿真再現(xiàn)園區(qū)地理環(huán)境、地下管線等。圖 地下空間可視化三維模型瀏覽實(shí)現(xiàn)地表以上三維模型數(shù)據(jù)的加載及三維可視化顯示。地下建（構(gòu)）筑物瀏覽對(duì)建筑物的三維建模存在兩種方式：第一種是系統(tǒng)通過(guò)支持多種建模軟件所建立的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型的自動(dòng)添加，從而快速實(shí)現(xiàn)三維建筑群的建模，.dae等主流三維模型數(shù)據(jù)格式；第二種是對(duì)于不存在三維模型數(shù)據(jù)的建筑物目標(biāo)，系統(tǒng)支持自動(dòng)分析建筑物工程屬性，然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)，加上實(shí)際采樣的紋理數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)渲染出三維模型。兩種方法結(jié)合起來(lái)，能更好地描述管道系統(tǒng)所通過(guò)的地上、地下建筑物群，方便對(duì)已有管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行管理和對(duì)新管線進(jìn)行設(shè)計(jì)可行性論證，軟件平臺(tái)支持地下建筑物的自動(dòng)建模，可快速根據(jù)設(shè)計(jì)文件生成三維地下設(shè)備模型。圖 地下建筑物模型矢量數(shù)據(jù)瀏覽實(shí)現(xiàn)不同比例尺的矢量數(shù)據(jù)的加載，可以加載的矢量數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：行政區(qū)劃、道路、水系、農(nóng)田、綠地、規(guī)劃等。對(duì)比瀏覽系統(tǒng)提供信息多屏展示、雙屏對(duì)比的功能，可將不同時(shí)期的管線建設(shè)情況、規(guī)劃情況、工程建設(shè)情況進(jìn)行對(duì)比。另外，提供二、三維聯(lián)動(dòng)對(duì)比瀏覽功能，充分結(jié)合二、三維優(yōu)勢(shì)，使得畫(huà)面更易理解。漫游瀏覽預(yù)定義線路進(jìn)行漫游瀏覽，包括高空飛行瀏覽、低空地形瀏覽、徒步瀏覽、地面汽車瀏覽等。低空地形瀏覽地面汽車瀏覽徒步漫游瀏覽高空飛行瀏覽飛行瀏覽通過(guò)設(shè)置飛行路線，飛行速度及高度，視角，可以實(shí)現(xiàn)在指定線路上的飛行，同時(shí)還可以瀏覽線路周邊情況，如可以選擇一條道路，飛行瀏覽道路兩邊的園區(qū)情況。3) 數(shù)據(jù)存取服務(wù)提供數(shù)據(jù)操作、地理編碼等直接訪問(wèn)平臺(tái)數(shù)據(jù)的服務(wù)。數(shù)據(jù)操作服務(wù)支持對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)層中經(jīng)共享授權(quán)的數(shù)據(jù)的直接遠(yuǎn)程操作，包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)庫(kù)同步、數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)提取等。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操作的服務(wù)基礎(chǔ)軟件必須支持OGC 的WFS、WCS 規(guī)范，也可根據(jù)實(shí)際需要選擇其它通用IT 標(biāo)準(zhǔn)。4) 數(shù)據(jù)分析處理服務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析包括常用公共空間分析方法，如緩沖區(qū)分析、疊加分析等，也包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)制圖服務(wù)、空間查詢統(tǒng)計(jì)、空間數(shù)據(jù)對(duì)比、統(tǒng)計(jì)分析與圖表、地形分析等面向應(yīng)用領(lǐng)域的一些常用功能。往往只有構(gòu)造復(fù)雜應(yīng)用和其他服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員才會(huì)使用。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析處理服務(wù)的基礎(chǔ)軟件必須遵循OGC 的Web處理服務(wù)（Web Processing Service: WPS）規(guī)范。1) 二維分析服務(wù)216。 緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析是指以點(diǎn)、線、面實(shí)體為基礎(chǔ)，自動(dòng)建立其周圍一定寬度范圍內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形圖層，然后建立該圖層與目標(biāo)圖層的疊加，進(jìn)行分析而得到所需結(jié)果。它是用來(lái)解決鄰近度問(wèn)題的空間分析工具之一。鄰近度描述了地理空間中兩個(gè)地物距離相近的程度。緩沖區(qū)分析是地理信息系統(tǒng)重要的空間分析功能之一，它在交通、林業(yè)、資源管理、城市規(guī)劃中有著廣泛的應(yīng)用，例如湖泊和河流周圍的保護(hù)區(qū)的定界、汽車服務(wù)區(qū)的選擇、民宅區(qū)遠(yuǎn)離街道網(wǎng)絡(luò)的緩沖區(qū)的建立等。216。 基于點(diǎn)要素的緩沖區(qū)，通常以點(diǎn)為圓心、以一定距離為半徑的圓。216。 基于線要素的緩沖區(qū)，通常是以線為中心軸線，距中心軸線一定距離的平行條帶多邊形。216。 基于面要素多邊形邊界的緩沖區(qū)，向外或向內(nèi)擴(kuò)展一定距離以生成新的多邊形。216。 疊加分析疊加分析是GIS中的一項(xiàng)非常重要的空間分析功能。是指在統(tǒng)一空間參考系統(tǒng)下，通過(guò)對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列集合運(yùn)算，產(chǎn)生新數(shù)據(jù)的過(guò)程。這里提到的數(shù)據(jù)可以是圖層對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集，也可以是地物對(duì)象。疊加分析的疊置分析的目標(biāo)是分析在空間位置上有一定關(guān)聯(lián)的空間對(duì)象的空間特征和專屬屬性之間的相互關(guān)系。多層數(shù)據(jù)的疊置分析，不僅僅產(chǎn)生了新的空間關(guān)系，還可以產(chǎn)生新的屬性特征關(guān)系，能夠發(fā)現(xiàn)多層數(shù)據(jù)間的相互差異、聯(lián)系和變化等特征。疊加分析有以下幾種類型：視覺(jué)信息疊加：視覺(jué)信息疊加是將不同側(cè)面的信息內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件或屏幕上，以便研究者判斷其相互空間關(guān)系，獲得更為豐富的空間信息。視覺(jué)信息疊加不產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)層面，只是將多層信息復(fù)合顯示，便于分析。包括（1）點(diǎn)狀圖，線狀圖和面狀圖之間的疊加顯示。（2）面狀圖區(qū)域邊界之間或一個(gè)面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的疊加。（3）遙感影象與專題地圖的疊加。（4）專題地圖與數(shù)字高程模型（DEM）疊加顯示立體專題圖。點(diǎn)與多邊形疊加：實(shí)際上是計(jì)算多邊形對(duì)點(diǎn)的包含關(guān)系。還要進(jìn)行屬性信息處理。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面。例如一個(gè)中國(guó)政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國(guó)礦產(chǎn)分布圖（點(diǎn)），二者經(jīng)疊加分析后，并且將政區(qū)圖多邊形有關(guān)的屬性信息加到礦產(chǎn)的屬性數(shù)據(jù)表中，然后通過(guò)屬性查詢，可以查詢指定省有多少種礦產(chǎn)，產(chǎn)量有多少；而且可以查詢，指定類型的礦產(chǎn)在哪些省里有分布等信息。線與多邊形疊加：是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。計(jì)算過(guò)程通常是計(jì)算線與多邊形的交點(diǎn)，只要相交，就產(chǎn)生一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面。多邊形疊加：多邊形疊加將兩個(gè)或多個(gè)多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來(lái)多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來(lái)兩層或多層的屬性。一般的GIS軟件都提供了三種類型的多邊形疊加操作：疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面。柵格圖層疊加：這種作用于不同數(shù)據(jù)層面上的基于數(shù)學(xué)運(yùn)算的疊加運(yùn)算，在地理信息系統(tǒng)中稱為地圖代數(shù)。地圖代數(shù)功能有三種不同的類型：（1）基于常數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的代數(shù)運(yùn)算；（2）基于數(shù)學(xué)變換對(duì)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的數(shù)學(xué)變換（指數(shù)、對(duì)數(shù)、三角變換等）；（3）多個(gè)數(shù)據(jù)層面的代數(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除、乘方等）和邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或等）。216。 連通性分析連通性分析是根據(jù)指定的起始和終止結(jié)點(diǎn)，分析兩點(diǎn)之間是否連通；或根據(jù)指定多個(gè)點(diǎn)，分析多個(gè)點(diǎn)之間是否互通。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，連通性分析主要是分析多個(gè)點(diǎn)之間連通性，在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，例如圖論，電力網(wǎng)路設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間連通性以及道路設(shè)計(jì)。通性分析方法主要有：鄰接矩陣法和樹(shù)搜索法。2) 三維分析服務(wù)實(shí)現(xiàn)在三維地球框架下的點(diǎn)位測(cè)量、距離測(cè)量、面積測(cè)量、高度測(cè)量、方位測(cè)量；實(shí)現(xiàn)在三維海圖展示基礎(chǔ)上的水深測(cè)量、水深剖面圖分析、淹沒(méi)分析和通視分析等功能。其中用到的主要算法如下：216。 距離測(cè)量距離測(cè)量是軍事中常用的分析功能，包括水平距離量算、地表距離量算兩種。如下圖所示。在計(jì)算時(shí)，用鼠標(biāo)在屏幕海圖上進(jìn)行采點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為實(shí)際坐標(biāo)后進(jìn)行計(jì)算。BAS1BAS2距離測(cè)量示意圖水平距離量算是計(jì)算地形表面上兩點(diǎn)在水平面上的投影點(diǎn)之間的直線距離，計(jì)算公式為：其中，xA，xB，yA，yB分別為起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)的坐標(biāo)。地表距離量算是計(jì)算地形表面上兩點(diǎn)之間沿著地形表面的距離，它的計(jì)算方法為：先求出兩點(diǎn)所在的DEM格網(wǎng)范圍，在此范圍內(nèi)讓兩點(diǎn)連成的線段和DEM格網(wǎng)求交，把求交的點(diǎn)按離起始點(diǎn)的距離進(jìn)行排序，然后計(jì)算各交點(diǎn)兩兩之間近似地表距離，其實(shí)質(zhì)就是求空間點(diǎn)之間的空間直線距離，計(jì)算公式如下：其中，xA，xB，yA，yB分別為起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)的坐標(biāo)，zA，zB分別為起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)的高程.216。 面積測(cè)量面積測(cè)量是指計(jì)算地圖上指定閉合區(qū)域的曲面面積。面積測(cè)量分為平面面積量算和地表面積量算。平面面積量算平面面積是指地形表面上若干點(diǎn)在水平面上的投影點(diǎn)所圍成的區(qū)域的面積。計(jì)算公式如下：其中，當(dāng)i=0時(shí)，yi+1=yi；當(dāng)i=1時(shí)，y0=yi。當(dāng)多邊形按順時(shí)針?lè)较驑?gòu)成時(shí)，面積為正值，按逆時(shí)針?lè)较驑?gòu)成，面積為負(fù)值。地表面積量算地表面積量算較為復(fù)雜，其通用計(jì)算公式為：地表面積測(cè)量需要分兩種情況，如下圖所示：地表面積求解第一種情況是格網(wǎng)區(qū)域完全被填滿，此時(shí)可以直接將格網(wǎng)尺寸及格網(wǎng)四個(gè)頂點(diǎn)的高程值代入上面的公式，即可求出格網(wǎng)處的地表面積。第二種情況是格網(wǎng)被區(qū)域切割，此時(shí)需要首先計(jì)算處切割部分的面積占格網(wǎng)面積的百分比，然后乘以該格網(wǎng)的地表面積，得到切割處的地表面積，最后將所有計(jì)算出的地表面積相加，算出整塊區(qū)域的地表面積。216。 高度測(cè)量高度分析是地形分析的基本內(nèi)容，包括任意高程量算和平均高程量算兩種。任意高程量算的常規(guī)算法是距離加權(quán)法首先需要判斷一個(gè)高程點(diǎn)位于格網(wǎng)中的位置，即行列值，然后對(duì)距離進(jìn)行加權(quán)計(jì)算求出該點(diǎn)的高程，計(jì)算公式為：其中，PL是距離的函數(shù)；其中，dL是所求點(diǎn)到格網(wǎng)的距離。雖然距離加權(quán)法計(jì)算簡(jiǎn)單，但只能在一定程度上進(jìn)行計(jì)算，有時(shí)候不能滿足高精度的計(jì)算，因此系統(tǒng)還采用了雙線性多項(xiàng)式內(nèi)插的方法，使用最靠近的四個(gè)已知數(shù)據(jù)點(diǎn)確定出一個(gè)曲面函數(shù)，即雙線性多項(xiàng)式，這樣由這四個(gè)已知點(diǎn)構(gòu)成的四邊形在任意一點(diǎn)的內(nèi)插高程值就能唯一確定。平均高程量算平均高程量算是用DEM數(shù)據(jù)計(jì)算鼠標(biāo)在屏幕電子海圖上確定的閉合區(qū)域內(nèi)所有格網(wǎng)點(diǎn)高程的平均值，如下圖所示，計(jì)算式首先判斷選取區(qū)域所在的格網(wǎng)范圍，即其行列值，在此范圍內(nèi)，用“點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)外的判斷”算法逐個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)判斷是否在區(qū)域內(nèi)，最后用落在區(qū)域內(nèi)的所有格網(wǎng)點(diǎn)高程計(jì)算平均高程，作為該處的高程值。平均高程量算示意圖216。 淹沒(méi)分析淹沒(méi)分析對(duì)軍事態(tài)勢(shì)分析和軍事行動(dòng)有著重要的影響。按照水流淹沒(méi)的成因，淹沒(méi)分為無(wú)源淹沒(méi)和有源淹沒(méi)。無(wú)源淹沒(méi)是指只考慮因?yàn)榻邓斐傻乃惶?，不考慮地表徑流水的匯入。有源淹沒(méi)是指在無(wú)源淹沒(méi)的基礎(chǔ)上，考慮地表徑流水造成的淹沒(méi)情況。無(wú)源淹沒(méi)分析無(wú)源淹沒(méi)分析中，凡是高程低于給定水位的點(diǎn)都被計(jì)入淹沒(méi)區(qū)，算作被淹沒(méi)的點(diǎn)，這種情形相當(dāng)于整個(gè)區(qū)域大面積均勻降水，所有低洼處都可能積水。假設(shè)區(qū)域降水量為D毫米，洼地?cái)z水面積為S平方米，洼地當(dāng)前水位表面積為s平方米，則洼地水位上漲高度h可近似的表示為：由上式可以看出，當(dāng)洼地上下底面面積相差不大時(shí)，水面上漲幅度只與水量有關(guān)。粗略計(jì)算，在大面積的無(wú)源淹沒(méi)情況下，每個(gè)洼地水面上漲幅度基本是一致的。有源淹沒(méi)分析在有源淹沒(méi)的情況下，水流受到地表起伏特征的影響，即使處于洼地，也可能由于地形的阻擋而不會(huì)被淹沒(méi)，在實(shí)際情況中，有源淹沒(méi)更為普遍，但也更為復(fù)雜，涉及到水流方向、地表徑流、洼地連通情況等方面的分析。216。 通視分析通視分析在軍事領(lǐng)域的地形分析中占有重要的地位，利用通視分析模塊，可以