韩朝晖

(山东省国土空间数据和遥感技术中心，山东 济南250014)

1 三维GIS在林业中应用的意义

随着科技的发展，地理信息系统（简称GIS），在林业系统各方面，如森林资源管理、营造林、公益林管理、防火指挥等，有着广泛的应用，日渐系统化发展。随着计算机技术的发展，GIS三维显示技术的不断发展，林业信息空间三维可视化成为如今林业GIS应用的重要特征之一。三维可视化技术使传统二维的、静态的地图表示向三维的、动态的场景表示方向发展，利用虚拟现实技术在信息数据库支持下立体空间化的显示各种林业数据，更直观的体现林业资源，使林业工作者更有效的了解数据体现的现实意义。

在三维GIS中，与二维GIS中定义在二维平面上的目标具有完全不同的性质。三维影像就是利用二维的影像数据和矢量数据，叠加高程信息，立体直观逼真的反应数据的空间位置和时空分布。所谓的二维即平面位置的（x,y），三维不仅反映空间物体或对象的平面位置（x,y），同时反应高程信息(z)。即表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系。目前，在很多三维影像的制作后导入数据库，利用三维模型软件不仅可以从各个方位观察图形图像的效果,还能够按照具体的飞行路线观察图形图像的动态变化。

在林业三维影像制作上，所谓的Z坐标即通过添加TIN和DEM数据来实现，使我们可以很清楚的了解林地所在的地形、海拔、坡度坡向，对林地所在的地区的面积体积有更直观有效的了解。因此对于林业造林规划、生物多样性、退耕还林等林业项目具有更有效客观的指导作用

2 三维影像生成软件

这里重点介绍的三维影像生成是为了实现林业动态监测系统中的立体三维展示，利用Super3D Builder软件生成ive格式的数据，导入数据库，实现林业信息三维化数据展示。

Super3D Editor具有三维GIS软件和虚拟现实仿真软件的功能，是个三维数据编辑软件。Super3DEditor将多种来源的三维物体模型数据组装到一个大的三维场景中，采用所见即所得的编辑模式，直接编辑各个三维物体的属性，集中优化三维场景的组织结构。

Super3D结构组成

Super3DEditor中的数据以数据链表树的方式组织，链表树中的节点表现为不同类型的数据节点，通过定义数据节点实现三维数据的表达，这些节点具有通用的属性。Super3DEditor支持海量的三维数据（包括贴图纹理），快速、逼真的渲染效果，支持网络数据存储和读取。Super3DEditor有空间分析功能，包括查询、距离和面积量算、通视分析、动态标绘等。

Super3DBuilder软件就是它的衍生版/精简版。Super3DBuilder软件，包括Super3DBuilder模型编辑器，大地形生成工具，矢量文件转换工具等。三维影像数据主要使用大地形生成工具，也就是Make Terrain。

大地形生成工具MakeTerrain，窗口如下图所示：

大地形生成工具（MakeTerrain）是根据地面影像(Image)和数字高程模型(Dem)生成三维地形的工具，用户可以填写对话框参数或者直接写批命令文件转换数据。

3 数据准备、处理及三维影像生成

3.1 数据准备及其要求

(1)数据准备，需要有tif格式的影像数据，tif或者img格式的dem文件，最好文件格式一致；

(2)所有数据坐标转换为WGS_84坐标系；

(3)使用Arcgis或者Erdas软件对影像数据进行修边等前期的处理，影像留白处需要剪裁；

(4)影像底图、大地模型的索引shp文件。

3.2 定义数据分区范围

在Arcgis中使用arcmap打开底图还有subtile11.shp文件，查看图框范围。这里subtile11这个文件，是利用特定的算法，演算出来的一个图形分区文件，山东省处于第11层图形分区中可以分为500多个分块。对于全省的三维图形，每次处理生成一个分块的三维数据。

3.3 三维影像生成

使用MakeTerrain，根据软件要求导入dem及所需的tif影像数据，根据所在区域要求，填入extent中所需的 x、y、width、height数值，creat batch file，生成一个.bat软件，运行如下批处理命令。

至此，即在指定的文件夹中生成需要的model.ive文件。生成的ive文件，双击可以自动用Super3DBuilder模型编辑器打开，也可以打开软件，在group中导入模型文件。查看生成文件是否正确。下图及所生成的三维影像，更直观立体的显示里该地区的地形地貌和森林数据信息。

4 林业三维影像应用中存在的问题

由于三维影像的处理设计方面比较广，涉及复杂的空间数据关系、基础数据处理、软件的应用、等高线数据的矢量化、高程标注的处理、最新最准确的影像数据的获得等等，三维数据的生产需要海量数据的处理，这些对计算机软硬件有很高的要求，以及数据生产处理的需要大量的时间。目前由于软硬件的限制，数据获得及其处理，比较缓慢，使得林业在三维GIS的应用上还有一定局限性。随着科技的进步，这些问题在不久的将来一定会得到更快更好的解决，科技林业的发展也会迎来更好的明天。