在5月16日的大會“云計算與智慧城市”分論壇上，Esri中國信息技術(shù)有限公司產(chǎn)品研究與技術(shù)推廣部副總監(jiān)于強發(fā)表了題為《完備的三維可視化及應用解決方案》的演講。
Esri中國信息技術(shù)有限公司產(chǎn)品研究與技術(shù)推廣部副總監(jiān) 于強
以下為演講內(nèi)容：
于強：大家下午好，很高興來到這個論壇跟大家交流一下技術(shù)。Esri作為一個平臺廠商，一直的宗旨就是做基礎平臺的支撐工作，讓大家在處理地理信息相關工作的時候，有一個更好的平臺支撐。我在這里分享一些在三維方面使得我們的平臺更加完備所做的工作，其實我們在各個方面都在不斷提升我們的平臺，平臺的技術(shù)也好，平臺信息的技術(shù)也好，目的都是為了使我們的平臺能更好地支撐大家的工作。
關于二維大家可能處理相關工作已有很長時間了，而對三維來說，有一個從三維數(shù)據(jù)到三維應用的過程，需要一系列的過程。這個過程需要獲取數(shù)據(jù)，通過不同的方式獲取數(shù)據(jù)。當有更多數(shù)據(jù)時我們需討論一個問題，即現(xiàn)在數(shù)字化城市過程中我們數(shù)據(jù)量不斷增加，為了使我們的應用系統(tǒng)更加鮮活，需要一個好的工具不斷地更新我們的數(shù)據(jù)，有鮮活的數(shù)據(jù)才能使程序運行更加有實際意義。海量數(shù)據(jù)加載后，能夠看到我們數(shù)據(jù)產(chǎn)生的信息，那就是可視化。有了這個技術(shù)支撐我們可以把行業(yè)和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)做成一個平臺應用，就有了應用的場景。
但是有了應用場景是不夠的，剛才袁博士做的可視化的分析中，在平臺、業(yè)務數(shù)據(jù)之上都加入了一定的分析功能，揭示了地理信息的價值，說明空間分析對于地理信息的信息挖掘而言具有重要作用。
有了這些技術(shù)之后我們可以做一些簡單的應用開發(fā)，同時我們還可以將三維的信息共享給其他人，共享到互聯(lián)網(wǎng)上去，讓更多人、行業(yè)、單位參與到信息共享和處理中，因此我們需要三維服務的發(fā)布。今天我不重點講公司的解決方案，我想講的是Esri作為一個廠商在這些方面所做的努力。數(shù)據(jù)獲取方面，影像和矢量數(shù)據(jù)的獲取已經(jīng)非常的成熟，比如現(xiàn)在我們國家自己發(fā)射的高分辨率衛(wèi)星，數(shù)據(jù)質(zhì)量越來越高。三維地形可以通過傳統(tǒng)的等高線進行提取。如果需要高精度的地形，如做數(shù)字城市的項目中，可以通過雷達數(shù)據(jù)進行地形數(shù)據(jù)的提取。從ArcGIS10開始原生支持Lidar數(shù)據(jù)，可以將雷達過程中的噪聲進行處理，如加一些輔助的矢量數(shù)據(jù)，結(jié)合我們原有的數(shù)據(jù)，同時結(jié)合激光雷達本身產(chǎn)生的地形，這樣的處理使地形數(shù)據(jù)更加精確。模型數(shù)據(jù)的獲取方式有幾種，隨著數(shù)據(jù)采集方式的發(fā)展，可以通過傾斜攝影、激光雷達獲取數(shù)據(jù)。無論通過什么方式采集數(shù)據(jù)，最終只要可以轉(zhuǎn)換成公開的格式，比如說dae、skp、flt、wrl等，都可以通過數(shù)據(jù)導入工具將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到ArcGIS里面。除了剛才說的模型獲取方式，我們現(xiàn)在還有一種新的獲取的方式就是基于CityeEngine的批量建模，有了這個工具之后，能給眾多做三維的人帶來什么。下面通過一個簡單的演示說明一下他的功能?，F(xiàn)在看到的是CityEngine的界面，可以看到所有的矢量數(shù)據(jù)建筑物輪廓，現(xiàn)在顯示的是二維數(shù)據(jù)。CityEngine中一個很重要的概念是規(guī)則，事先有一個腳本，通過這個規(guī)則可以快速產(chǎn)生海量的三維數(shù)據(jù)。大家看到的是比較簡單的生成方式，我給建筑物貼上了隨機的表面紋理。如果你有一些更詳細的信息，比如說房子的高度，屋頂?shù)男畔ⅲ覀兙涂梢栽诿姘謇锩嬲{(diào)整這些屬性，例如換一個屋頂?shù)臉邮?，可以通過改變屋頂樣式屬性做這樣一個屋頂?shù)男薷?。建筑物可以通過這個方式創(chuàng)建，可以選擇讓它更加精細還是更加簡單，同樣是通過這樣一個屬性進行改變。
對于一些建筑物我們事先通過人工方式，或者其他一些方式獲取了高精度的模型，可以通過規(guī)則進行替換，可以將我們現(xiàn)實已有的模型很快導入到場景中?？梢钥吹接幸恍┙值赖臄?shù)據(jù)，我們可以將矢量數(shù)據(jù)放在這個里面，通過街道寬度可以快速創(chuàng)建道路的三維模型。除了批量快速的建模，CityEngine還可以用于城市的設計，比如這里要修個橋，通過簡單交互的方式就可以做成橋，可以看到整個的操作非常簡單易用。
[page] 通過這樣的演示大家可以看到如何利用矢量數(shù)據(jù)快速地建立三維模型。有了數(shù)據(jù)之后我們會考慮到數(shù)據(jù)是如何管理存儲的。在ArcGIS中可以做到所有數(shù)據(jù)都通過數(shù)據(jù)庫來管理，包括模型的數(shù)據(jù)。三維數(shù)據(jù)突出的問題就是模型的更新問題：我們做模型的時候，大家采取的方式都是通過人工建模第三方生產(chǎn)的，那么數(shù)據(jù)更新就面臨一個問題，即如何做到及時的數(shù)據(jù)更新。Esri支持的方式就是將現(xiàn)階段已有的模型直接轉(zhuǎn)成公開的格式，然后再放到3dmax里面更新，之后還需要個轉(zhuǎn)換過程?，F(xiàn)在有了CityEngine就比較方便了，這里我給大家做一個簡短的演示?？梢钥吹竭@是已經(jīng)建好的數(shù)字城市的場景，我們國家的經(jīng)濟發(fā)展非常快，如何使得我們城市保持一個很好的更新，比如說我們這個小區(qū)要拆遷了，可以用地理分析工具選擇一個區(qū)域，通過這個工具數(shù)據(jù)處理可以把我們要更新的區(qū)域選出來。我們可以把它一起放到CityEngine中，拆遷區(qū)域基礎的影像，原有模型和原始的矢量，可以對這個區(qū)域的模型進行過濾，屬性查詢，選擇合適的三維建筑物。例如，我們對這個地區(qū)建兩個新房子，通過加載規(guī)則就可以快速把房子建設出來。建好這個模型之后，就可以快速地更新到數(shù)據(jù)庫里面去。這里是可以選擇更新或者是替換原有的建筑物。替換的好處是我們不僅僅更新模型還可以把屬性數(shù)據(jù)更新。這是一個基于數(shù)據(jù)庫的完整的更新過程。并且預計六月份發(fā)布ArcGIS10.2的新版本，在這個新版里，可以在數(shù)據(jù)處理的工具中調(diào)用CityEngine的規(guī)則進行建模，這意味在ArcGIS桌面下就可以直接使用規(guī)則創(chuàng)建模型，CityEngine與ArcGIS的集成進一步加強，比如在做城市規(guī)劃化設計的系統(tǒng)中通過調(diào)用規(guī)則，便快速產(chǎn)生一個不一樣的三維數(shù)據(jù)，可以通過規(guī)則驅(qū)動，在規(guī)劃系統(tǒng)中快速呈現(xiàn)不同方案。大家可以期待著新的版本。
ArcGIS10.1對模型的支持進一步加強，性能有著非常大的提高，這里面由于時間關系就不再演示。
地理信息區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的主要方面就是空間分析，剛剛袁博士在地理數(shù)據(jù)上做了一些分析工作，通過分析揭示了地理隱含信息，充分發(fā)揮了地理信息的價值。三維GIS如何在好看之余有更多價值，這個就需要背后的空間分析來支撐。Esri在原有二維GIS上有很多強大的分析功能，這里都可以直接在三維當中調(diào)用。我們做了一個熱點分析，來展示地區(qū)犯罪，來揭示什么地區(qū)的犯罪率高。在二維GIS下紅色的區(qū)域表示非常嚴重，而在三維下更加的直觀，犯罪爆發(fā)高的地區(qū)峰值比較高，通過三維加載可以更清晰地展示信息。還有常用的三維的工具，比如做一些三維的緩沖區(qū)，遮擋的分析，還有天地線等等。再比如說室內(nèi)的三維，有室內(nèi)三維可以把路徑規(guī)劃好，發(fā)生9.11事件時人員怎么樣撤離，事先可以做模擬，以及如何設置安全通道，都可以用三維分析來完成。原有空間分析沒有足夠的工具，也沒有關系，可以用python的方式，把第三方的工具引進進來。比如我們做這個污染擴散，就是采用第三方算來運算的，根據(jù)風向、氣壓、擴散氣體等因素的不同，不同的時間段，三維擴散形態(tài)是怎么樣，污染傳播的是怎么樣的一個過程都可以通過分析來展現(xiàn)。還可以將分析發(fā)布成服務，有了三維服務我們可以做到自動化，人無需手工處理，可以一段時間分析一個結(jié)果?？傊?，強大的分析功能為這個三維平臺發(fā)揮價值提供了很好的支撐。
應用開發(fā)對于用戶來說需要根據(jù)業(yè)務調(diào)用相應的程序接口進行開發(fā)。根據(jù)大家的需求，我們推出了3DViewer應用開發(fā)模板。這個模板中有現(xiàn)成的目標跟蹤，觸控，二三維聯(lián)動等功能，大家做工作的時候無需從接口開始寫起來，這個模板可以有效減少大家研究、開發(fā)、3DGIS的時間和精力，使我們可以更加專注于業(yè)務應用。
還有一個新的產(chǎn)品是針對中國用戶的需求開發(fā)的，ArcGIS runtime for 3D。目前來說它的宗旨是什么，就是希望任何地方都有3D的因素。ArcGIS做二維非常好，三維上比二維來說要弱一些，但是沒有關系我們做了3D重新的架構(gòu)，這個架構(gòu)未來是做什么的?
是基于同一個C++內(nèi)核的3D全新架構(gòu)，在這個內(nèi)核之上有移動的API和WebAPI。大家關心的Web3DAPI是基于JavaScript的，可以支持所有主流的瀏覽器。這意味著所有做JavaScript開發(fā)的人員，不用懂太多的3D開發(fā)知識，就可以輕松的做Web3D的開發(fā)，預計今年底這個產(chǎn)品將會跟大家見面。
作為服務發(fā)布來說，可以將我們看到的三維場景發(fā)布成GlobeService。另外一種方式是可以用CityEngine把三維打包成一個場景在瀏覽器上進行成果的共享，這里由于時間關系我不演示服務的發(fā)布過程了。
最后我展示一個綜合的應用。大家了解規(guī)劃的應用，比如說規(guī)劃上已經(jīng)有了一些數(shù)據(jù)，它事先用CAD做成控制規(guī)劃的數(shù)據(jù)。這里通過Python腳本寫了一個數(shù)據(jù)處理的工具，將建模需要屬性和圖形進行整理，比如提取了樓層數(shù)，道路寬度，道路類型，用地類型一系列的信息。有了這些信息之后，把數(shù)據(jù)加載到CityEngine中。通過不同的規(guī)則，就可以快速批量創(chuàng)建三維建筑物和三維道路模型。
不僅僅能做到模型的快速創(chuàng)建，還可以算容積率，根據(jù)容積率我們可以看到紅色是容積率高的地方，黃色是容積率低的地方。比如說我們做了一些設置，做一些修改，我們建的房子很高的時候，容積率必然發(fā)生變化，這里可以做一些設置，比如說設計修改房子的高度。我們把這兩棟房子修改為50層，大家想象房子的容積率是不是也會變化，我們快速地執(zhí)行一個腳本，換算出來這塊地容積率怎么樣的?？梢赃x一下，看它的屬性，比如說3.1的容積率，那么就可以運行這個腳本。運行這個腳本中你看到這個房屋由于我們把大樓設計更改了。通過CityEngine可以快速看到容積率變化情況。這里揭示的信息就是說你可以動態(tài)靈活調(diào)整你的建筑物，高度屬性設計，改變建筑物，并且可以快速反映變化的信息。
我們可以將這些創(chuàng)建好的模型導出去，把這個場景發(fā)布到Web場景，做一個Web場景的共享，也可以在Web中游覽一些數(shù)據(jù)，建筑物和屬性數(shù)據(jù)都可以查詢。不同顏色代表不同地塊用地性質(zhì)不同主干道的方式，這是二維顯示的，同時我們把它切換成3D的方式顯示，3D的道路，還有3D的建筑物。通過這樣的一個切換大家可以在瀏覽器中察看建筑物，還可以做一些對比分析應用。
另外一種方式我們可以將這種模型導入到空間數(shù)據(jù)庫中，在桌面中使用三維空間分析的工具。這里做一個天際線的應用。天際線用于展示城市的天際是否美觀，是不是有些建筑物太突兀影響天際的美觀，分析完成后可以看所有建筑物產(chǎn)生的天際線。
也可以把數(shù)據(jù)放到3DViewer中做更多應用，縮放、導航，二三個聯(lián)動，這個功能是我們做好的，可以快速的定制行業(yè)應用。
通過這個綜合演示，從數(shù)據(jù)生產(chǎn)到數(shù)據(jù)模型的設計，到三維發(fā)布產(chǎn)品，也可以做空間分析，或者將數(shù)據(jù)加載到3Dviewer中定制行業(yè)應用。我們提供這樣一些完備的工具可以更好地為大家服務，支撐大家的應用。
最后我總結(jié)一下我們在平臺上所做的努力，在數(shù)據(jù)獲取上支持激光雷達的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理可以用數(shù)據(jù)庫同步的更新，為了方便大家我們開發(fā)了3DViewer。未來方式有一個ArcGIS runtime for3D。今年陸續(xù)的發(fā)布出來，我們所做的工作就是使我們平臺更加完備，使大家能更好地做自己的業(yè)務，這是我們追求的愿景。由于時間很倉促，講的非?？欤蠹蚁肓私庾钚滦畔⒖梢躁P注Esri 3D的新浪微博——ArcGIS_三維，也可以關注產(chǎn)品技術(shù)的CSDN博客——ArcGIS產(chǎn)品與技術(shù)專欄，博客里面有很多技術(shù)文檔。我們在6月5號~6號在中國科技會堂也有一個類似3Snews的大會——2013年Esri空間信息技術(shù)開發(fā)者大會，我們邀請大家參加開發(fā)者大會，屆時將會有更多的產(chǎn)品、技術(shù)的新動態(tài)、細節(jié)跟大家分享，最后感謝大家的到來!
(感謝于強對演講速記內(nèi)容的校對)
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