一、場景設(shè)置

1.3D視圖分為全局場景和局部場景。在Geoscene Pro中，兩個場景可以自由切換。

（1）全局場景有固定的坐標(biāo)系GCS（WGS84、CGCS2000），并在全球比例尺下展示（全球范圍）?？梢员硎救缛虻暮骄€圖或颶風(fēng)軌跡圖等效果。支持特定時間的高級時間照明和大氣效果。

（2）局部場景用于較小范圍的內(nèi)容或者是不需要顯示地球曲率的部分內(nèi)容。如某園區(qū)的局部場景模型?？梢允褂肎CS（地理坐標(biāo)系）、PCS（投影坐標(biāo)系）包括自定義的本地坐標(biāo)系?？梢愿臄?shù)據(jù)的裁剪范圍從而提高顯示效率。支持表面分析。僅配置基礎(chǔ)照明度設(shè)置和視覺效果。

2.照明設(shè)置：增強(qiáng)視覺效果，使地圖更有三維感。比如應(yīng)用地貌暈?；蛏襟w陰影。

（1）全局場景：力度更細(xì)，支持全年不同時間段的大氣光照、陰影以及照明度的設(shè)置

（2）局部場景：設(shè)置簡單，配置基礎(chǔ)陰影或照明度設(shè)置效果

????????兩者的設(shè)置中都有一個eye-dome照明選項(xiàng)，這是一項(xiàng)陰影技術(shù)，可以在激光雷達(dá)數(shù)據(jù)中改善深度和等值線的感知。

3.在創(chuàng)建完場景后內(nèi)容列表會有三維圖層、二維圖層（前兩個默認(rèn)不加載內(nèi)容）和高程表面三個圖層組。

高程表面定義地圖或場景范圍內(nèi)的高度值，至少包含一個表示地面的高程表面。默認(rèn)加載WorldElevvation的全球高程（在線的高程影像服務(wù)）。還支持自定義高程源，可以來源于

（1）柵格數(shù)據(jù)集（DEM、DSM數(shù)字表面模型等）

（2）TIN

（3）Web中的高程圖層

（4）Web中的影像圖層

（5）緩存高程影像服務(wù)（默認(rèn)）:World Elevation3D/Terrain3D

其中3、4為基于Geoscene平臺的托管服務(wù)。默認(rèn)的3D視圖不顯示地下數(shù)據(jù)，需要顯示的話需要直接選中場景開啟地下導(dǎo)航功能。

為了更好凸出高程間的差異，可以設(shè)置垂直夸大。

4.3D導(dǎo)航

在二維中使用鼠標(biāo)滾輪進(jìn)行放大縮小，使用左鍵彈出或平移。在三維中提供兩個工具

（1）瀏覽工具（鼠標(biāo)）：滾輪旋轉(zhuǎn)或傾斜，右鍵進(jìn)行縮放

（2）導(dǎo)航器：位于視圖窗格左下角

4.在新建全球場景后，由于沒有影像所以顯示白色的球體。我們可以在“底圖”中添加影像底圖

?在場景屬性下，照明度卡片中取消勾選“顯示星空和暈圈”則背景變?yōu)榘咨?/p>

5.定位到廣西十萬大山附近，發(fā)現(xiàn)坡度起伏不明顯，如下圖所示

?為了更好的顯示坡度起伏效果，我們可以將全局場景切換到局部場景視圖。選擇視圖功能區(qū)，選擇左側(cè)第二個局部選項(xiàng)

在局部場景中，為了提高顯示效率，在場景屬性中選擇裁剪圖層（裁剪到自定義范圍-當(dāng)前可見范圍）

效果如下：

?隨后可以選擇地面圖層、點(diǎn)擊高程表面圖層選項(xiàng)卡，將垂直夸大參數(shù)放大為3.

?效果如下：

?發(fā)現(xiàn)山體起伏更加明顯了，關(guān)閉底圖后也可以發(fā)現(xiàn)高程地面數(shù)據(jù)的起伏效果

二、多面體和3D對象

Geoscene Pro中支持的數(shù)據(jù)類型總體如下：

????????青色為Geoscene Pro的原生格式，包括三維矢量要素（點(diǎn)線面）， 綠色為軟件原生支持的格式（不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，可以直接在pro中加載并保留屬性和分類信息），但是該方式僅為只讀方式的加載。最后兩種需要在pro中利用地理處理工具進(jìn)行轉(zhuǎn)換后在軟件中進(jìn)行展示和分類。

1.三維矢量要素：點(diǎn)線面（帶Z值）

? ? ? ? 屬性與二維矢量數(shù)據(jù)的要素類型和幾何類型一致，僅在坐標(biāo)具有Z值上有區(qū)別。從圖標(biāo)上無法判斷該數(shù)據(jù)是二維還是三維的點(diǎn)線面數(shù)據(jù)，可以直接查看屬性或?qū)傩员磉M(jìn)行查看。

在Geoscene Pro中如何創(chuàng)建三維矢量要素：

（1）創(chuàng)建要素類：數(shù)據(jù)庫上單擊右鍵-創(chuàng)建要素類（在幾何屬性中勾選Z值）。屬性表中的shape字段就會是對應(yīng)點(diǎn)線面的Z值。

（2）二維矢量要素轉(zhuǎn)化：

①有高程屬性——依據(jù)屬性實(shí)現(xiàn)要素轉(zhuǎn)3D工具

????????其中高度字段如果是點(diǎn)或面要素就直接選擇高度字段，如果是線要素可以設(shè)置兩個字段，分別是高度字段和終止高度字段以表示起點(diǎn)終點(diǎn)的高度。?

②可找到地形數(shù)據(jù)——插值shape方法

????????將矢量數(shù)據(jù)貼合到表面，也就有了Z值。表面數(shù)據(jù)可以來源于柵格的DEM、DSM、TIN、terrain數(shù)據(jù)集、Las數(shù)據(jù)集。

????????如果沒有找到合適的高程來源，無論是屬性還是表面數(shù)據(jù)都沒有?？梢灾苯舆x中二維數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，再粘貼到三維的矢量數(shù)據(jù)中，但是該方法可能得到的Z值為0。

2.多面體和3D對象

多面體和3D對象是Geoscene Pro中真正用來存儲和管理三維要素的，多面體主要由環(huán)和三角形構(gòu)成，三角形又可以構(gòu)成三角形條帶和三角扇。多面體還存儲了紋理、顏色、透明度等幾何信息，支持在軟件中進(jìn)行編輯，建議存儲僅數(shù)據(jù)庫中。

3D對象構(gòu)成與多面體完全相同，區(qū)別是除了多面體要素外，還增加了幾個關(guān)聯(lián)表，用來存儲高級材料。這些高級材料是基于物理的渲染，也叫做PBR材料，用來對玻璃或金屬表面的著色。

?多面體和3D對象的來源：

（1）創(chuàng)建要素類：（默認(rèn)勾選Z值）

創(chuàng)建要素類之后就可以新建和編輯要素了：

①交互式人工創(chuàng)建3D幾何

②添加預(yù)定義形狀（幾何形狀比較特殊）

③將來自于第三方建模軟件的精模放置到指定位置（3ds/dae/flt/obj/gltf/GLb）

3.實(shí)操創(chuàng)建并草繪多面體

（1）創(chuàng)建要素類

（2）創(chuàng)建要素（編輯功能區(qū)）

雙擊“咖啡廳”

選擇第一個“創(chuàng)建模型幾何”用來對多面體進(jìn)行草繪

?進(jìn)行描繪，將鼠標(biāo)放在區(qū)域內(nèi)，當(dāng)綠色小球變?yōu)榧t色時代表可以對其進(jìn)行拖拽和拉伸。

也可以右鍵設(shè)置高度（如10米）

效果如下：

?放大后進(jìn)行屋頂?shù)睦L制

?選中中線，對中線進(jìn)行拉伸

同理可以添加門以及房屋附屬小屋等，如下圖所示

?在編輯功能區(qū)中，選擇多面體紋理可以加載紋理，紋理可以從網(wǎng)絡(luò)上獲取圖片并貼到上面

簡易粗略貼圖效果如下?

?4.二三維矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3D圖層轉(zhuǎn)要素類工具

（1）加載二維矢量數(shù)據(jù)（包含樓層數(shù)）PS：樓高=樓層*3，通過拉伸參數(shù)設(shè)置

（2）打開屬性表后，在要素圖層選項(xiàng)卡中選擇類型并輸入層高或表達(dá)式（基本高度）

效果如下：

其中黑線影像視覺效果可除去，則得到白模效果

雙擊符號-屬性-圖層-去掉單色筆畫圖層?

效果如下：

（3）由于原本的shp文件不含有Z值，所以需要進(jìn)行3D圖層轉(zhuǎn)要素類（輸出多面體）

5.依據(jù)rpk規(guī)則包生成多面體?

????????rpk規(guī)則包源自CityEngine軟件，使用規(guī)則驅(qū)動建模三維模型?？砂床煌愋瓦M(jìn)行渲染，并支持對其參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。規(guī)則文件自帶紋理貼圖。

????????使用“基于CityEngine規(guī)則轉(zhuǎn)換要素”工具。規(guī)則包需要導(dǎo)入一個有某風(fēng)格貼圖的rpk文件。

6.使用傳統(tǒng)建模軟件?

精模轉(zhuǎn)換為多面體前提：（1）數(shù)據(jù)量大? ? ?（2）已經(jīng)提前設(shè)置好模型正確位置，若模型位置不正確，需要設(shè)置對應(yīng)位置和單位

1.導(dǎo)入3D文件時如果是側(cè)面則需勾選Y軸向上選項(xiàng)，如果不支持模型，可以使用“數(shù)據(jù)互操作工具”中的快速導(dǎo)入工具，該工具需要自行安裝并獲得許可。?

2.格式化點(diǎn)符號：適用于數(shù)據(jù)量少或?qū)ξ恢靡蟛粐?yán)格的地方

（1）符號化（3D模型標(biāo)記）——改單位pt->米（圖層屬性-顯示-以實(shí)際單位顯示3D符號）

（2）3D圖層轉(zhuǎn)要素工具

3.可以在編輯狀態(tài)下替換模型，有利于交互式的更新和新內(nèi)容創(chuàng)建（替換多面體選項(xiàng)卡）

4.可以利用“將3D格式添加到多面體”工具將3D格式添加到多面體，有利于多面體要素類啟動PBR中的照明、反射率、紋路等可視化效果

三、BIM

三位建筑信息模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。

在Geoscene Pro中原生支持Revit文件。

?revit文件對應(yīng)的建筑物結(jié)構(gòu)是，按照外墻、建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、管線進(jìn)行組織。revit類別對應(yīng)具體要素類，比如房間、樓梯、墻壁等。在pro中增加了一組派生要素類Floorplan，這些要素類應(yīng)用于室內(nèi)制圖，支持對BIM數(shù)據(jù)的交互式剖切分析，對revit紋理貼圖的原生支持。

1.配準(zhǔn)：本身沒有坐標(biāo)系的概念，為了將其放在指定位置，就需要進(jìn)行配準(zhǔn)。

2.revit轉(zhuǎn)為多面體（BIM文件至地理數(shù)據(jù)庫）——需安裝拓展文件，由于專業(yè)需求不同，故沒有進(jìn)行實(shí)操，僅為教程示例截圖。

在地圖選項(xiàng)卡中添加數(shù)據(jù)，選擇revit文件導(dǎo)入即可。然后定義坐標(biāo)（點(diǎn)擊數(shù)據(jù)-管理-定義坐標(biāo)）

隨后地理配準(zhǔn)，可以使用書簽。先將視圖定義到合適位置，地理配準(zhǔn)-移至顯示，微調(diào)即可。

?3.剖切分析：選擇數(shù)據(jù)-分析功能區(qū)-探索性3D分析-剖切或其他需要的分析。

剖切分析前：

剖切分析后（水平）?

四、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)Lidar

激光雷達(dá)是一項(xiàng)光學(xué)遙感技術(shù),它利用激光探測及測距,可采集非常密集的3D 要素采樣點(diǎn)，也稱點(diǎn)云數(shù)據(jù)，常見的點(diǎn)云文件為LAS、ZLAS（優(yōu)化的LAS）。

????????在Geoscene Pro中，利用LAS數(shù)據(jù)集和鑲嵌數(shù)據(jù)集進(jìn)行三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理和分析是一個強(qiáng)大的功能，特別適用于大規(guī)模地形和城市建模。LAS數(shù)據(jù)集（.lasd）是一種用于高效存儲和管理激光雷達(dá)（LiDAR）點(diǎn)云數(shù)據(jù)的格式，盡管其本身不直接存儲于地理數(shù)據(jù)庫中，但可以通過引用的方式與數(shù)據(jù)庫中的其他要素類關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)空間信息的一體化管理。

????????點(diǎn)云的分類是三維數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵步驟之一，它允許用戶根據(jù)不同的屬性（如反射率、高度等）對點(diǎn)云進(jìn)行分組，從而區(qū)分地面、植被、建筑物等不同類型的地物。在Geoscene Pro中，點(diǎn)云分類包括手動重分配分類和自動分類兩種方式。重分配分類通常是在原始點(diǎn)云分類存在錯誤或需要細(xì)化分類的情況下采用，而自動分類則基于算法自動識別并標(biāo)記點(diǎn)云中的特征類型，如地面點(diǎn)、建筑物、噪點(diǎn)等，甚至能夠識別并分類那些在原始數(shù)據(jù)中被標(biāo)記為相同類別的重疊區(qū)域。

????????此外，從已分類的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，Geoscene Pro提供了高級的提取功能，包括但不限于：

（1）電力線路提取：通過識別并跟蹤點(diǎn)云中的線性特征，可以自動提取出電力線路的位置和走向，這對于電力設(shè)施規(guī)劃和維護(hù)至關(guān)重要。

（2）建筑物多面體提取：將分類為建筑物的點(diǎn)云轉(zhuǎn)換成三維多邊形模型，生成精確的建筑物外形，適用于城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。

（3）數(shù)字高程模型（DEM）和數(shù)字表面模型（DSM）生成：基于地面點(diǎn)云生成DEM，反映地形的真實(shí)起伏；而DSM則考慮所有點(diǎn)云的高度信息，包括建筑物和植被，用于展現(xiàn)地表的真實(shí)形態(tài)。

（4）樹木提取：從植被點(diǎn)云中識別單個樹木的位置、高度和樹冠范圍，對于森林資源管理和生態(tài)研究具有重要意義。

1.點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理：

在las文件的目錄上新建las數(shù)據(jù)集

在屬性中添加文件

將lasd文件添加至視圖中并瀏覽

隨后進(jìn)行分類，首先我們對地面點(diǎn)進(jìn)行分類，首先在符號系統(tǒng)中把整體渲染方式更改為按類渲染

隨后自動分類?

?地面檢測方法中的傳統(tǒng)分類和大膽分類使用于地形起伏大的地區(qū)。

分類效果如下，棕色的就是分類出的地面點(diǎn)。

還可以只顯示地面上的分類點(diǎn)，在外觀選項(xiàng)卡中選擇LAS點(diǎn)，選擇地面。或在圖層屬性中修改。

?效果如下：

?同理對建筑物進(jìn)行分類：（選擇激進(jìn)是因?yàn)樗鼘Ξ惓Ｖ等萑潭雀?#xff09;

運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)圖像好像沒變化！？點(diǎn)擊屬性-LAS過濾器，如下勾選建筑物，其他不選：

?效果如下：

2.LAS數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)柵格

點(diǎn)云的采樣間隔為0.3，采樣值與采樣間隔接近DEM精度比較好。

轉(zhuǎn)多面體同理，簡化容差依舊是0.5。

????????在生成最終建筑物多面體之前，可以加載建筑物地面數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察（處理后），還可以通過用作柵格的LAS點(diǎn)統(tǒng)計(jì)工具來提取二位建筑地面。最后使用LAS建筑物多面體工具即可。

五、體元柵格

????????體元柵格（Voxel Grid）是一種三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于表示空間中的連續(xù)體或離散體。在GeoScene Pro中，體元柵格通常用于三維地質(zhì)建模、地形分析和遙感圖像處理等領(lǐng)域。體元柵格由一系列規(guī)則排列的立方體組成，每個立方體稱為一個體元（Voxel），體元可以存儲一個或多個變量，如溫度、濕度、地質(zhì)屬性等

? ? ? ? 在Pro中可利用工具對Z進(jìn)行插值，生成一個地統(tǒng)計(jì)圖層文件。將文件到處成為體元柵格圖層。利用3D GA圖層轉(zhuǎn)NetCDF工具后導(dǎo)出.nc文件。加載到Pro中的.nc文件就是體元柵格。

1.加載.emu數(shù)據(jù)（海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，包含濕度、粘度、溶解氧，無機(jī)鹽等）

2.在工具欄搜索3D經(jīng)驗(yàn)貝葉斯工具

注意：若出現(xiàn)045063“必須對輸入要素進(jìn)行投影。 地理坐標(biāo)系不受支持?！?報(bào)錯，需要現(xiàn)在“投影”工具中將點(diǎn)轉(zhuǎn)化為投影坐標(biāo)系，如高斯六度19號帶。

結(jié)果：

3.3D GA轉(zhuǎn)NetCDF工具，可以將多個數(shù)據(jù)合并到一個體元柵格中。

?4.在添加數(shù)據(jù)-多維體素圖層中添加體元柵格

????????由于本人的軟件安裝并未安裝相關(guān)插件（沒有全部安裝所有功能），故本步驟并沒有實(shí)際操作實(shí)現(xiàn)。下圖為官方教程截圖。

六、場景圖層

????????場景圖層是指那些經(jīng)過優(yōu)化，專門用于在場景中顯示大量三維（3D）數(shù)據(jù)的圖層。這種類型的圖層設(shè)計(jì)用來高效地管理和渲染復(fù)雜的三維數(shù)據(jù)集，使得用戶能夠在三維環(huán)境中探索和分析地理信息。

????????場景圖層的一個關(guān)鍵特點(diǎn)是它們能夠處理和展示大量的三維對象，比如建筑模型、地形表面、植被以及其他地理實(shí)體。這些圖層通常支持高級的渲染技術(shù)和性能優(yōu)化，以確保即使在數(shù)據(jù)量極大的情況下也能保持流暢的交互體驗(yàn)。支持Geoscene全系列軟件。

????????I3s（Indexed 3D Scene Layer Specification）是一種開放的三維數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，由開放地理空間聯(lián)盟（Open Geospatial Consortium, OGC）制定。I3s旨在提供一種高效的方式來存儲、傳輸和可視化大規(guī)模的三維地理數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)特別適合于處理城市規(guī)模的三維模型、地形數(shù)據(jù)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及其他類型的三維地理信息。?

?按場景類型不同提供多種工具：

傾斜攝影模型

????????傾斜攝影模型是一種通過傾斜攝影技術(shù)創(chuàng)建的三維模型，該技術(shù)涉及從多個角度（通常是五個角度：一個垂直角度和四個傾斜角度）同時拍攝地面物體的影像，以捕捉建筑物頂部和側(cè)面的詳細(xì)信息。這些影像隨后通過攝影測量學(xué)的方法進(jìn)行處理，生成精確的三維模型。傾斜攝影模型通常用于城市規(guī)劃、災(zāi)害管理、文化遺產(chǎn)保護(hù)等領(lǐng)域。

? ? ? ? 常見格式包括：OBJ、OSGB、FBX、STL

? ? ? ? 有兩種方法將傾斜攝影模型轉(zhuǎn)化為場景圖層：

? ? ? ? ?該部分暫時不做演示，后續(xù)可根據(jù)需要完善操作。

七、三維分析

????????該部分個別分析需要安裝深度學(xué)習(xí)插件，未安裝無法運(yùn)行。

?

?

由于缺少數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行演示操作，可以執(zhí)行觀看官方教程最后的演示視頻。