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摘要：三维电子地图优点显著，可以直观模拟表达地理实景，以全新的人性化表达方式，为人们的日常生活、网上办事和网络娱乐提供便捷的解决方案。本文将OSMBuildings与传统二维电子地图相结合，以不同的方式达到了与GoogleMapsMapGL同样的效果，并且由于开源的特点，利用OSMBuildings构建起来的三维电子地图更有定制性，可以支持三维建筑物属性的定制修改，更灵活、更方便，体现了OSMBuildings在三维电子地图中的运用价值。
关键词：OSMBuildings;三维地图;建筑物模型
1三维电子地图与OSM Buildings
随着IT技术的不断发展，电子地图逐渐在实践过程中得到了广泛的应用和发展。电子地图和能够提供更为详尽信息的地理信息系统（GIS，Geography Information System）联合使用可以为实际运用提供更大的便利，因此二者的应用得到了前所未有的发展。
从目前的研究和发展现状上来看，主要的应用领域集中在空间数据的二维可视化。随着在空间数据二维可视化应用领域的不断成熟，对于三维空间处理问题的需求不断增加，对于三维电子地图技术的需求与日俱增。从应用的角度来分析，研究三维电子地图模型具有重要的实践意义。三维电子地图模型可以有效的增强地图的整体表现力，同时三维电子地图模型还可以在很大程度上提高广大地图用户的使用和认识地图的水平。从这个角度来看，运用三维可视化来发展地图技术已经成为了一种趋势和必然。
OSM是开源wiki地图(OpenStreetMap)的简称，其有一套关于简单3D建筑物(Simple3DBuildings)的定义以及构建方式。OSMBuildings的建筑物模型基于简单3D建筑物的定义并在此基础之上不断扩展完善3D模型的其他属性。
OSMBuildings目前支持GeoJSON格式的三维建筑物数据，所支持的建筑物属性包括高度、建筑物外墙颜色和建筑物房顶颜色，支持设置光照阴影，但目前细节仍不完备，利用OSMBuildings构建的三维建筑物只能看到三维建筑物的线条和轮廓，不支持模型纹理属性。
2三维建筑物模型数据
OSMBuildings支持使用两种方式添加建筑物图层，一是从mysql或postgis数据库中添加已有的数据，二是直接添加以GeoJSON格式存储的三维建筑物数据。
2.1从数据库中添加数据
（1）直接添加网上公开数据。OSM－3D是一个由海德堡大学的地理信息科学研究小组创建并维护的开源项目，用以提供基于Web的交互式3D视图的OpenStreetMap数据。在使用OSMBuildings构建三维应用时可以通过简单的方式添加OSM－3D的海量三维数据。（2）添加自有的数据。网上公开的三维数据往往并不能满足所有使用者的需求，而且数据需要保密，因而搭建私有的三维数据库是一种比较合适的方式。OSMBuildings除了支持显示三维数据的类库外，还包括服务器端的处理应用，支持将满足要求的地理要素转换并存储于指定的数据库mysql或者postgis中。
2.2添加GeoJSON格式数据
GeoJSON是基于JavaScript对象表示法(JSON)的一种新的地理数据描述格式，与XML相似，具有层次结构，是一种轻量级的数据存储传输解决方案。
GeoJSON结构同JSON并增加了一些约束条件:GeoJSON对象必须包含一个type属性，用以标明对象的类型，type的值可以为下列选项:Point，MultiPoint，LineString，MultiLineString，Polygon，MultiPolygon，GeometryCollection，Feature，FeatureCollection;几何体必须包含坐标信息，要素必须包含一个结合体信息，同时至少有一项属性信息。
如右所示即为OSMBuildings支持的一段GeoJSON代码，表示包含了一个面几何体的要素，具有高度、外墙颜色、房顶颜色三项属性。
3.2底图数据空间校正与投影
为了更好的将数据与GoogleMaps地图数据进行叠加，利用ArcBruTile(一款支持添加在线地图的ArcMap插件)添加GoogleMaps在线地图，并利用ArcMap中的空间校正工具校准数据坐标，与GoogleMaps保持一致。同时，GoogleMaps所采用的投影为Web墨卡托投影，使用ArcMap中的投影工具为底图数据定义同样的投影。
3.3构建三维建筑物模型
OSMBuildings中使用的三维建筑物属于非精细建模的范畴，由建筑物底图加上高度生成，复杂建筑物可以由多个简单建筑物组成。
从Shapefile格式的底图平面数据生成OSMBuildings所支持的GeoJSON格式的三维数据需要借助GDAL工具包中的ogr2ogr工具完成。GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)是一个在X/MIT许可协议下的开源栅格空间数据转换库。它利用抽象数据模型来表达所支持的各种文件格式。它还有一系列命令行工具来进行数据转换和处理。
本文利用ogr2ogr工具完成从Shapefile到GeoJSON格式的转换，转换代码如下:Org2ogr－fgeoJSONhhu.jsonhhu.shp得到的hhu.json文件即为利用二维数据与属性数据生成的三维建筑物模型数据。
4结束语
三维电子地图是互联网地图发展的重要方向，三维建筑物是三维电子地图的重要组成部分。本文研究了开源建筑物引擎OSMBuildings在三维电子地图中的应用，OSMBuildings直接利用满足属性要求的平面数据即可简单快速地在二维电子地图上构建三维建筑物演示系统，效果良好。目前OSMBuildings仍处于发展演变的过程中，虽然所构建的模型比较简单，但可以满足简单的展示用途。
参考文献：
[1]三维电子地图的制作与漫游研究实例[J].倪倩,李会平.青岛职业技术学院学报.2013(02)
[2]辛俊伟，罗艳．基于ArcGIS和GoogleSketchUp的三维电子地图制作与发布[J]．科技信息，2013(7):186－187，205．
作者简介：
李文轩（1984.08）汉族，籍贯：天津 职称：工程师 学历：学士 研究方向：地图制图
论文作者:李文轩,王龙祥,纪振瑞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/14
标签：建筑物论文; 数据论文; 电子地图论文; 模型论文; 地图论文; 属性论文; 简单论文; 《防护工程》2017年第6期论文;