服务器引擎制作,2.5D-GIS地图引擎设计

1.    2.5D地图概述

1.1.    概述

2.5维地图就是根据dem、dom、dlg等数据，以及真三维模型在一定高度、视角和灯光效果，按照轴侧投影的方式生成的地图。本文以臻图信息ZTMapEasy电子地图服务平台为例，详细阐述了2.5维电子地图关键技术以及其实现方式。

1.2.    地图的发展和概述

地图作为记录地理信息的一种图形语言形式是按照一定的数学法则，根据地图投影、地理坐标和比例尺，经过制图概括，在一定的载体上用各种地图符号(点、线、面状符号)和文字注记、颜色来表示一定区域内的地形、地貌、地物等地理信息。它反映各种自然和社会经济现象的空间分布、组合、联系及其动态变化。因此，地图是对地理空间信息的抽象化、符号化的描述。

人类生活在一个真三维的现实世界里，而传统的二维地图只对处于三维空间中的各种地理对象全部进行向二维平面投影的简化处理，导致第三维方向(即垂直方向)上的几何位置信息、空间拓扑信息和部分语义信息的损失，不能完整地反映客观世界。随着计算机技术，特别是计算机图形学、网络、多媒体、虚拟现实技术、三维仿真技术的快速发展，传统的二维电子地图被注入了新的活力正在向网络化、互动化以及三维化的方向发展

1.3.    2.5D地图概念和特点

2.5维地图在最近几年得到了飞速的发展，如百度、搜狗等地图网站的兴起让更多的用户感觉到了真三维地图带来的震撼。

什么是2.5维地图呢？就是根据dem、dom、dlg等数据，以及真三维模型在一定高度、视角和灯光效果，按照轴侧投影的方式生成的地图。2.5维数字地图既具有三维数字地图表现力丰富的、视觉效果好，又具备数据量小、现实速度快的优点，需要的网络环境、软硬件要求较低，满足了在远程访问下对三维地图的快速浏览访问，在传统二维地图和真三维地图很好地起到一个承上启下的作用，同时，利用三维模型制作成下游产品的2.5维数字地图，具有准确的坐标信息，还可以制作成东、南、西、北多个角度，相对意义上的三维，因此得到了许多用户的推崇。而且如果要求不高2.5维地图的制作方式可以采用可视角内进行贴面，其它不再处理的方面，这大大降低了地图的建设成本，节省大量的财力和人力，同时数据更新效率也可以大大提高。

2.    关键技术及实现

2.1.    制作流程

2.5维数字地图制作的基本流程：制作基本思路，对基础数据进行原始资料收集和现场采集测绘。将整个场景按x、y两个方向，利用专业空间建模软件，分割渲染成若干张分辨率固定的栅格地图图片，最后基于专业软件进行拼合并做后期。主要分为6个阶段：

(1)数据准备。基础数据主要是镇海三维仿真规划模型成果，该三维模型采用当今国际流行多边形建模技术，保证还原建筑真实形状。在制作模型的时候，根据采集照片对建筑物结构进行分析，对每一栋建筑进行细致的贴图，建筑外墙、窗体、装饰物的材质来自采集的照片或者精选的素材库，尽量还原建筑的真实外观。制作好建筑后，按照地形图上建筑的位置对制作好的建筑进行摆放，减少建筑与建筑之间、建筑与地表之间的位置误差。

(2)框架数据搭建。由于已有的三维模型数据为全模，数据量巨大，因此不能将大面积的模型合并在一起渲染。首先以路网模型作为整个场景的框架，然后将需要渲染的规划管理单元建筑模型和场地模型分别合并进路网场景中，如果某个规划控制管理单元数据过多，还要可以将其再拆分。

(3)场景设置。场景设置主要包括摄像机假设和渲染器设置，摄像机主要作用有让其按照固定的路径以一定的高度和角度运动自动运动。先将摄像机向左和向下分别旋转后再将其绑定在一条有夹角的直线路径上。这时摄像机可以沿该路径自动运行，同时也能满足轴侧无透视变形的地图渲染要求。由于在三维软件中，里面的光的热能传递却不是很明显，所以在渲染的时候，为了实现真实的场景效果，就要在渲染器中指定全局光照，为了使2.5维数字地图有良好的层次感和丰富的色彩，必须采用能够渲染全局光的渲染器。选用一定的渲染模式，能够在增强立体层次的时候既不刺眼，大大提高地图表现效果。

(4)、图片输出。景搭建好后就可以渲染输出了。