CityEngine使用模板创建三维城市

CityEngine使用模板创建

三维数字城市

易智瑞（中国）信息技术有限公司

2014年7月

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制定及修订记录

CityEngine使用模板创建

三维数字城市

应用模板可以很好的指导大家使用GIS数据创建地图，三维场景和应用。这些模板可以用来当作创造类似的地图和场景基础。三维设计是CityEngine一个重要的优势，这对于城市规划是非常有用的。

通过如下三节内容全面介绍借助模板如何使用ArcGIS和CityEngine完成三维数字城市的创建与规划：

1） 二维数据转化为三维数据； 2） 创建三维数字城市； 3） 三维数字城市规划设计；

1 二维数据转化为三维数据

ArcGIS提供了ArcScene和ArcGlobe两种应用程序，二维数据可以以三维的形式进行可视化展示。然而，一般采用设置图层的“Base Heights”属性实现。

某些情况下，把二维几何图形转化为贴附地形表面的三维要素是非常必要的。这样，当你想使用这些要素和地表交互或者进行空间分析的时候会更具有真实性。

如下的操作步骤描述了如何使用三维数据并结合地形数据来创建三维贴附地形的三维要素，模板中使用的数据是虚拟城市模板的一部分。

数据下载地址：http://www.77cn.com.cn/Dev/blogs/3dgis/archive/2011/09/29/2D-to-3D.aspx。

1.1 打开2Dto3D.sxd文档

在“2Dto3D\Maps and GDBs”下启动2Dto3D.sxd文档。

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右键单击DEM图层，点击【属性】，在【基本高度】标签下启用【在自定义表面浮动】选项，如图2。

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设置完成以后DEM可以看到高低起伏，而二维数据却在DEM下面。我们可以通过设置图层属性（【基本高度】->【在自定义表面浮动】）来显示，但是如果你得到真实的三维要素，那需要将二维要素转化为基于DEM的三维要素。

1.2 二维线转化为三维线

我们已经构建了一个创建好的模型来快速生成3D线。右键点击“2Dto3Dlines”GP模型（位于CityData.gdb中Conversion工具箱中）并【编辑】。

通过模型我们可以看到要对“Streets”进行简化，去掉多余的曲线；然后，简化的街道数据被“Interpolate Shape” 工具转化为3D街道数据。点击【模型】->【验证整个模型】，然后【运行】。

定位到书签“3Dstreets”和“Bridges”查看分析结果。

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1.3 二维点转化为三维点

我们同样构建了一个模型来快速生成3D点。右键点击“2Dto3DPoints”GP模型（位于CityData.gdb中Conversion工具箱中）并【编辑】。

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可以看到，“Street furniture”点数据直接被“Interpolate Shape”工具转化成3D点。点击【模型】->【验证整个模型】，然后【运行】。

关闭模型后，双击“2Dto3DPoints”模型，选择“vegetation”图层并修改输出数据名称为“Vegetation3D”，【确定】将“vegetation”点数据生成3D点。

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1.4 二维的面转化为三维面

首先，打开并编辑“2Dto3DPolygons”GP模型。

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可以看到这个模型有2个输出结果：“Building1_footprints3D”、

“Building1_footprints3D_bufferline”，让我们分析一下这个模型都做了哪些事情。

“Building1_footprints3D”是实际的3D建筑物底面，而

“Building1_footprints3D_bufferline”是3D的线要素，它将参与地形整平，使得建筑物底面更好的与地形贴合。

A、“Building1_footprints3D”的生成需要4步：

1） 面要素转点要素（FeatureToPoint）

2） 向点要素添加Z信息（Add Surface Information） 3） 链接点属性给原始的多边形（Join Field）

4） 基于Z信息，将2D多边形转化为3D多边形（Feature to 3D by Attribute） B、“Building1_footprints3D_bufferline”的生成需要3步：

1） 对2D多变形创建缓冲区（Buffer）

2） 将生成的缓冲区多边形转化为线（Polygon To Line） 3） 根据DEM把2D线转化为3D线（Interpolate Shape） 点击【模型】->【验证整个模型】，然后【运行】。

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对于“Building2_footprints3D”重复相同的操作。

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1.5 利用3D多边形把地形整平

从场景中我们可以看到一部分3D多边形不能很好的与地形贴合，我们接下来要做的就是将地形整平（“tin”存储于DEM文件夹）。

右键单击“BurnFeaturesIntoDEM”GP模型并编辑。

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模型分为两步：编辑Tin、将Tin转化为栅格。

点击【模型】->【验证整个模型】，然后【运行】。

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对于“Building_footprints3D”重复相同的操作。

注：这一步需要在英文界面下完成。

1.6 创建三维数字城市

矢量数据处理完成以后，可以加载到CityEngine中作为基础数据，再赋予相应的规则快速创建城市模型，更详细的操作请关注下一节。

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2 创建三维数字城市

上一节介绍了将二维数据转化为三维数据，并作为CityEngine的基础数据。下面介绍的过程中建立三维费城的二维和三维地理信息系统数据。使用的数据是虚拟城市模板的一部分。

2.1 下载数字城市模板

有两种方法下载数字城市的模板： 1、登录CityEngine模板库官方网站：

下载CityEngine: Philadelphia example；

2、启动CityEngine，菜单File -> Help -> Download Tutorials and Examples 在Examples 选项卡中Philadelphia 例子既可以，如图1所示

图1下载模板

2.2 加载数字城市模板

如果在CityEngine模板库中，下载模板则需要将模板导入到CityEngine工作空间中：

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1、菜单File -> import -> Project -> existing project into workspace，如图2所示：

图2导入模板到工作空间中

2、在 Select archive file 选择项中选择 Example_Philadelphia.zip文件。在Project选项卡中选择Example_Philadelphia__2011_1，点击Finish即可。

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图3导入模板

2.3 创建新的场景

这个模板中已经有3个已经准备好的场景，您可以双击这些场景进行浏览，如图4所示：

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