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基于ArcScene的三维可视化技术的实现

摘要：三维可视化是运用计算机图形学和图像处理技研究数

字地形模型显示、简化、仿真的学科,它涉及到计算机科学与技术、

信号与信息处理、通信与信息系统、控制科学与工程、摄影测量与遥

感、空间信息科学与技术等诸多学科，广泛应用于计算机视景仿真、

虚拟现实、图形图像生成、遥感信息处理和数字地球等领域。本文主

要介绍基于ArcScene平台的三维可视化技术的内容，以及三维可视

化的实现过程。

关键字：ArcScene，三维可视化

1引言

近年来随着计算机技术的迅速发展，一门新颖的技术在不断涌出。

三维可视化技术作为当今世界的一门主流技术它能够利用大量数据，

检查资料的连续性，辨认资料真伪，发现和提出有用异常，为分析、

理解及重复数据提供了有用工具，对多学科的交流协作起到桥梁作用。

与以往的二维技术相比，它能跟直观、可视、形象、多视角、多层次

的模拟三维场景，可提供一些平面上无法直接获得或表示的信息。还

可以直观的对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进

行判读，比二维图形（如等高线）更容易为大部分读者所接受。

2ArcScene简介

ArcScene是美国ESRI公司开发的ArcGIS软件桌面系统3D分析

扩展模块中的一部分，是一个适合于展示三维透视场景的平台，可以

在三维场景中漫游并与三维矢量与栅格数据进行交互，适用于数据量

比较小的场景3D分析显示。ArcScene是基于OpenGl的，支持TIN数

据的显示。显示场景时，ArcScene会将所有数据加载到场景中，矢量

数据以矢量形式显示。它可以更加高效的管理三维GIS数据、进行三

位分析、创建三位要素以及建立具有三维场景属性的图层。例如，可

以把平面二维图形突出显示为三维结构。与常规的可视化系统如

3dsMAX、Maya等相比ArcScene克服了3DMAX、MAYA难以克服的困

难，为诸多问题提供了很好的解决方法。

3三维可视化过程

3.1要素的三维显示

ArcScene提供了要素图层在三维场景中的三种显示方式：

（1）通过属性设置基准高程

在要素属性对话框中，选择基本高程选项卡，设置以常量或表达

式作为基准高程，填写或点击按钮生成提供Z值的字段或表达式即可，

如图1。

（2）使用表面设置基本高程

在设置基准高程时选择由表面获取要素图层的高程，选中

Obtainheightsforlayerfromsurface单选框，选择所需表面即

可。要素将会以表面所提供的高程在场景中显示。如图2

（3）要素的突出显示

在图层属性对话框的突出标签中，选中对图层中的要素进行

突出复选框。并且在文本框中填写或点击按钮打开突出表达式

生成器建立突出表达式。

在Arcscene中二维数据的三维表示主要有两种情况：

（1）二维栅格数据的三维显示

想要将二维栅格数据用三维显示，其必须具有一个显示高度基准，

即需要一个表面高度，然后在这个高度之上叠加上二维的栅格数据，

这样就可以观看三维显示。具体操作步骤如下：

○启动ArcScene并加载二维栅格数据和TIN数据。

1

○在ArcScene目录树中右击栅格数据，在弹出的快捷菜单中选择“属

2

性”选项。

○此时弹出“图层属性”对话框，在对话框中选择“基于表面高度”

3

选项，进入“基表面高度”选项卡。

○选中“从表面为图层获得高度”按钮，并在其下面的下拉列表框中

4

选择TIN数据。在“Z单位转换”下拉列表框中设置场景高度Z因子。

在“偏移量”下拉列表框中设置场景偏移量。

○单击“确定”按钮，完成二维栅格数据的三维显示。

5

（2）二维矢量数据的三维显示

○启动ArcScene并加载二维矢量面数据及TIN数据。

1

○在ArcScene目录树中右击二维矢量面数据，在弹出的快捷菜单中

2

选择“属性”选项。

○此时弹出“图层属性”对话框，在对话框中选择“基表面高度”选

3

项，进入“基表面高度”选项卡。

○选中“从表面为图层获得高度”按钮，并在其下的选择栏中选择

4

TIN数据。在“Z单位转换”选项区域中设置场景高度Z因子。在“偏

移量”列表框中设置场景偏移量。单击“确定”按钮完成基本高度的

设置。

3.2场景属性设置