摘要：2.5维数字地图既具有三维数字地图良好的表现效果，又具备数据量小、网上传输速度快的优点，满足了在现有的网络环境下对三维地图的快速浏览访问。广州市规划局于2007年开展了“数字详规”项目，在此基础上对三维景观模型按平行投影变换后，按照一定高度、视角和灯光效果进行渲染输出、加工制作可得到2.5维数字地图，提高了真三维数据的应用价值。

关键词：2.5维;数字地图

　　1 前言

　　地图作为记录地理信息的一种图形语言形式，不仅为了便利，同时也丰富了人们的视野，提供了解城市、国家乃至世界的手段。随着计算机技术，特别是计算机图形学、三维仿真技术、虚拟现实技术以及网络通信技术的飞速发展，传统的二维电子地图被注入了新的活力，承载在互联网的侧视电子地图已成为电子地图发展的一个重要方向。通过直观的地理实景模拟表现方式，为用户提拱地图查询、出行等地图检索功能，同时集成生活资讯、电子政务、电子商务、虚拟社区、出行导航等一系列服务，为政府机关、企事业单位、商家企业提供宣传互动的快速通道，并以全新的人性化界面表现，为人们的日常生活、网上办事和网络娱乐等活动提供便捷的解决方案。

　　数字侧视地图（俗你2.5维）应该说最早的应用是规划设计人员，他们做的鸟瞰图其实就是我们的2.5维数字地图，它的出现让测绘专业技术人员意识到原来地图还有更多的表现手法。

　　2.5维数字地图既具有三维数字地图良好的表现效果，又具备数据量小、网上传输速度快的优点，满足了在现有的网络环境下对三维地图的快速浏览访问，在传统二维地图和真三维地图很好地起到一个承上启下的作用。同时， 利用三维制作成下游产品的2.5维数字地图，具有准确的坐标信息，还可以制作成4个角度或8个角度，相对意义上的三维，应用价值更为广泛。

　　一般制作2.5维数字地图的流程都是先对三维场景进行无透视效果的轴测渲染，然后对图片进行后期处理，最后用程序驱动，使其实现缩放、平移、查询等功能。而制作2.5维数字地图的三维模型，也基本都是只对视角内的物体进行建模，应该来讲这是一种比较符合实际的方法，一是2.5维数字地图，只做看面对其它角度没有影响，二是比较经济工作量较小，可以节省大量的开支。三是在制作的时候由于数据量不大，也可大大提高工作效率。

　　广州市规划局于2007年开展了“数字详规”项目，该项目经过4年建设，已完成广州市建城区200多平方公里区域的三维现状模型。在此基础上对三维景观模型按平行投影变换后，按照一定高度、视角和灯光效果进行渲染输出、加工制作可得到数字侧视地图，这样相当于三维模型成果多了一种附属产品，提高了真三维数据的应用价值。

　　2制作流程

　　下面就本单位的数据特点结合已开展的工作简单说说2.5维数字地图制作的基本流程：制作基本思路，将整个场景按x、y两个方向分割渲染成若干张分辨率为320x320的图片，最后在photoshop里拼合并做后期。

　　1、制作软件 3dmax、photoshop。

　　2、基础数据准备 基础数据主要是“数字详规”现状三维模型成果，“数字详规” 现状三维模型采用当今国际流行多边形建模技术，保证还原建筑真实形状。在制作模型的时候，根据采集照片对建筑物的每一部分进行推敲，对每一栋建筑进行细致的贴图，建筑外墙、窗体、装饰物的材质来自采集的照片或者精选的素材库，尽量还原建筑的真实外观。制作好建筑后，严格按照1：500地形图上建筑的位置对制作好的建筑进行摆放，减少建筑与建筑之间、建筑与地表之间的位置误差。

图1 “数字详规”现状三维模型成果

　　3、场景搭建 由于已有的三维模型数据为全模，数据量巨大，因此不能将大面积的模型合并在一起渲染。“数字详规”项目建设之时三维模型就是按照规划管理单元进行制作与管理，在这里我们依然按照规划管理单元进行渲染。

　　首先叠加区域的路网模型作为整个场景的框架。

图2 路网

　　然后将需要渲染的规划管理单元建筑模型和场地模型分别合并进路网场景中，如果某个规划管理单元数据过多，我们还要将其再拆分。

　　4、摄像机的架设 在合并好的场景中需要架设摄像机以进行下一步的渲染工作。摄像机需要实现两个功能，1、让其按照固定的路径以一定的高度和角度运动2、自动运动。根据以上两点需求，在这里我们选用的摄像机是free camera。

　　首先将摄像机向左和向下分别旋转45度后再将其绑定在一条夹角为135度高度为200m的直线路径上。这时摄像机可以沿该路径自动运行，同时也能满足轴测无透视变形的地图渲染要求。这样就完成了一个“航带”的架设。

图4 摄像机设置

　　由于场景庞大，一个“航带”是远远不够的，我们只需要将设置好的“航带”复制即可。

图5 复制后的摄像机

　　5、真实渲染 我们知道光具有反射和折射的性质。在真实的大自然中，光从太阳照射到地面是经过无数次的反射和折射的，所以我们看到地面的任何地方都是清晰的（白天），在三维软件中，里面的光虽然也具有现实当中光的所有性质，但是光的热能传递却不是很明显。

　　所以在渲染的时候，为了实现真实的场景效果，就要在渲染器中指定全局光照，全局光照就是采用光子贴图来实现的。当光从光源被发射出来后，碰到障碍物就反射和折射，经过无数次的反射和折射，物体表面和角落都会有光感，像真实的自然光。全局光照渲染时占内存比较厉害。它属于间接照明，缩写为GI。

　　为了使2.5维数字地图有良好的层次感和丰富的色彩，必须采用能够渲染全局光的渲染器。我们选用3dmax自带的Light tracer渲染模式，能够在增强立体层次的时候不会让人觉得很刺眼，大大提高地图的友好度。

　　6、渲染出图设置 场景搭建好后就可以渲染输出了，输出的图像分辨率为320x320，格式为tif，具体设置如图8

图8 渲染设置

　　7、图片拼合 最后按照渲染的顺序将图片进行总拼。

图9 图片总拼

图10 拼合后的效果

　　8、后期处理 按照现场照片来进行环境的布局，对照照片布置绿化、草地、树木，同时在保证在真实的情况下对环境做美化处理，增强地图的可看性。

　

　

　　3 小结

　　2.5维数字地图制作在技术上没有太多的难度，但是在具体制作流程上可能会有更好的方法，本文仅是制作过程中的一些经验之谈，写出来与大家分享，希望能够抛砖引玉。

作者简介：高剑锋，男，硕士，程序员，广州市城市规划自动化中心技术开发部