基于GIS的河南省旅游三维可视化研究
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摘 要:旅游业是一个最具发展活力和潜力的产业,其规模己跃居为当今世界第一大产业。旅游信息可视化及最佳旅游路线选择研究,对于更好地表达旅游信息、促进旅游信息的传播和利用,无疑具有推进意义。
关键词:GIS;旅游信息 三维可视化 视觉叠加分析
中图分类号:F592.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0234-02
Research on Visualization of3D Tourism around Henan province Based on GIS
XiapengZheng hong-yan
(Jiangsu Institute of Geological Surveying and Mapping,Nanjing 210008)
Abstract:Tourism is one of the most dynamic and potential profession,which is has leaped to the world’s largest scale industries．It is pop industry in many developed countries,and become prior development industry in developingcountries and regions．The research on visualization of tourism information and the optimal-routing,must play a significant role in tourism information express, transmission and utilization.
Key Words:Geographic information system(GIS);Tourism information;3D Visualization;Visual overlay analysis
1研究背景和意义
随着旅游业的蓬勃发展,地理信息系统作为一种通用技术,在国内外旅游领域中得到了广泛地应用[1]。旅游业是与地理信息相关性极强的行业,GIS中的诸多要素如图件、区域景观资源、交通路线等与旅游密不可分。GIS支撑下的旅游信息系统可以完成一般旅游信息系统不能完成的一些特殊功能,如图形分析、空间数据综合处理等。
目前,地理信息系统技术正日趋成熟,并在诸多行业得到广泛应用。这一技术可以直观而形象的展示空间信息、分析事物空间分布规律,从而支持决策。因此,地理信息系统是有效解决这一问题的重要手段之一,将成为未来旅游信息化的重要组成部分。GIS的这种发展趋势,更加符合旅游信息数据库和数据表达的要求,对于更好地表达旅游信息、促进旅游信息的传播和利用,无疑具有推进作用。
为了实现焦作云台山地区的旅游与环境的三维可视化,河南省旅游局利用GIS技术进行了该区域旅游与环境的三维可视化分析,制作了三维立体效果图,为河南省旅游业的发展提供了更为直观的基础空间数据。
2三维可视化建模的前期准备
2.1 主要内容
基于gis河南省旅游信息可视化研究,涉及测绘工程、地理信息系统、计算机技术、空间数据库等专业内容,本文主要研究内容如下:GIS数据格式的统一,要素类的创建与提取,遥感影像的处理与转换,DEM数据的拼接与提取,坐标系的投影与转换,基于GIS的三维可视化叠加分析。
2.2 设计流程
使用ENVI软件,提取卫星遥感影像DEM数据,导入到ArcGIS Geodatabase数据库,使用GolbalMapper提取河南省的行政区划图,导入到ArcGIS Geodatabase数据库。根据河南省行政区划,提取相应的DEM灰度图,进行栅格拼接,加载河南省行政区划,根据河南省的行政区划范围进行栅格数据的裁剪,得到河南省DEM灰度图,根据得到的结果,生成河南省TIN数据,加载到ArcScene里面,结合河南省地形渲染图,进行可视化叠加分析。最终得到河南省数字地面三维模型。
根据研究的内容,选取遥感影像、DEM、行政区划图等原始数据,利用ArcGIS、MapInfo、Global Mapper等工具实现旅游信息可视化。
2.3 数据处理及软件的选择
本研究涉及以下几种数据源,包括遥感影像DEM、地形数据、地区界线状图,由于原始数据格式不统一,首先通过ArcGIS、Global Mapper、ENVI等相关工具进行转换,最终统一成ArcGIS的“.shp”文件及栅格数据。
3河南省旅游三维可视化模型的生成
3.1 河南省行政区划图的提取
使用Global Mapper软件对基础地理数据进行格式转换,加载到ArcCatalog里,提取出的行政区划范围。为了数据精确性、完整性、一致性提供保障,将初步提取的的行政区线要素进行拓扑检查,保证每条边的联通性、无重叠性。然后将拓扑检查后的的行政区线要素转换为面状地理要素,供DEM数据的提取。
3.2 河南省遥感影像DEM的获取
原始数据由于在数据结构、数据组织、数据表达等信息系统不一致而需要对原始数据进行转换与处理。栅格数据为hgt文件中,有部分数据DEM数据不完整,有部分无高程数据的坏点,且不能使用ArcGIS软件直接打开,需要使用ENVI软件进行影像修复和格式转换。
因为研究区域可能是一个非常大的范围,跨越了若干相邻数据,而空间数据是分幅存储的,因此要对这些相邻的数据进行拼接。空间数据拼接是空间数据处理的重要环节,也是地理信息系统空间数据分析中经常需要进行的操作。
使用ArcToolbox中的数据管理工具投影转换,进行坐标系的转换,我们进行投影变换,将GCS_WGS_1984等地理坐标系统一转换为转为WGS_1984_PDC_Mercator投影坐标系。
我们所需要的是将拼接和投影转换后的DEM数据加载到ArcMap里,同时加载的行政区划面状数据,选择数据管理工具里的栅格数据裁剪工具,对DEM数据的进行裁剪,最终得到DEM数据。
3.3 TIN数据的生成与河南省地貌图的渲染
TIN为不规则三角网的缩写,在地理信息系统中有广泛应用;根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络,数字高程有连续的三角面组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的位置和密度,能够避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点表示数字高程特征。通过等高线和高程点建立不规则的三角网,然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM。同样,也可以通过DEM数据转换为TIN数据。在表面建模或建模简化可视化过程中,经常需要将栅格表面转换成TIN表面。使用ArcMap里的3D分析工具,将河南省DEM数据转换为TIN数据。调整DEM数据的显示方式,变换色阶,生成河南省地貌渲染图。
3.4 河南省旅游三维可视化的叠加分析
ArcScene是ArcGIS三维分析模块3D Analyst所提供的一个三维场景工具,它可以更加高效地管理三维GIS数据、进行三维分析、创建三维要素以及建立具有三维场景属性的图层。利用ArcGIS三维分析模块可以进行创建表面、进行各种表面分析及在ArcScene中数据的三维可视化。
3.4.1 三维叠加的基本设置
在三维场景中浏览数据更加直观和真实,对于同样的数据,三维可视化将使数据能够提供一些平面图上无法直接获得的信息。叠加,即将要素所在区域的表面模型的值作为要素的高程值,如将所在区域栅格表面的值作为一幅遥感影像的高程值,可以对其做立体显示;突出则是指根据要素的某个属性或任意值突出要素,如要想在三维场景中显示建筑物要素,可以使用其高度或楼层数这样的属性来将其突出显示。加载TIN数据到ArcScene里,同时加载河南省地貌渲染图和河南省旅游景点要素类到,设置相关参数,生成三维效果。
3.4.2 三维场景效果的修正
在实现要素或表面的三维可视化时,需要注意以下一些问题。
(1)添加到场景中的图层必须具有坐标系统才能正确显示;地形显示地过。
(2)为更好地表示地表高低起伏的形态,有时需要进行垂直拉伸,以免显示过于陡峭或平坦。
(3)为全面地了解区域地形地貌特征,可以进行动画旋转。
(4)为增加场景真实感,需要设置合适的背景颜色。
(5)方位角、入射高度角及 根据不同分析需求,设置不同的场景光照条件,包括入射表面阴影对比度。
本文对生成的三维场景进行修饰,调整其高程拉伸因子和河南省地貌渲染图的显示方式,以达到良好的显示效果,同时添加了三维注记（如图1、图2)。
4三维应用
本文以河南省1∶25万地形数据、河南省1∶25万DEM及焦作Landsat-7 ETM+30米分辨率多光谱遥感影像等作为研究数据源,实现河南省旅游信息的可视化,以及对河南省著名旅游景点的三维分析。通过使用Global Mapper、ENVI等相关软件,对不同数据格式进行统一,导入到ArcGIS中,进行矢量、栅格数据的裁剪,拼接,生成TIN表面,在ArcScene中进行三维可视化叠加分析,得到了河南省旅游三维可视化信息,并且叠加河南省道路网络信息,使河南省的旅游信息更加直观的显现出来。基于GIS的旅游信息可视化研究为游客提供了一个有利的帮手,随着地理信息系统工作者和旅游工作者的共同努力,该领域的研究会不断发展,不断完善(如图3、图4)。
5结语
本文结合河南省焦作市云台山景区的实际,在旅游信息可视化与环境三维可视化方面做了较为详细的研究。它具有强大的数据管理功能和实用的数据分析功能并可以对旅游路线进行动态模拟;同时具有灵活的数据查询功能。它能够全面显示云台山地区的旅游景点、路线、山川、峡谷以及旅游的最佳时间。由于时间和技术水平的限制,本研究还不够完善,还需做进一步的研究,使其逐步完善。
本系统的开发与及应用能给云台山旅游事业开创一个新天地,能提高旅游从业人员的工作质量和效率,能够提高旅游事业的安全预测和管理水平,能大大地节省人力、物力和财力,,同时也为我国的旅游事业的发展提供了一个新的思路,必将产生良好的经济效益和社会效益,其应用前景十分广泛。
参考文献
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