空间数据库在内陆河流域干旱演化模拟评估与风险调控技术中的应用

空间数据库管理利用Terra Vista软件来实现，它能够以工程项目的方式对地理数据进行管理，以统一的地理坐标系作为基准，将数字高程模型、遥感影像或航片、各种矢量数据、实体模型等集成起来自动生成大范围三维场景模型［242］。

玛河流域数字高程模型分辨率为90m的GRID格式，利用ArcGIS 9.3软件将GRID格式转换为ASC格式，导入到新建工程后自动转换为txl格式。Google Earth提供了大量且精度能够满足三维显示要求的遥感影像数据源，利用影像自动提取工具，设置玛河流域边界范围与最高分辨率，就能实现遥感影像的分块提取与合成，生成JPEG格式的图片，同时生成文本文件记录遥感影像范围与地理坐标系参数；经过配准后以GeoImage Import方式导入到工程项目中，并自动转换为ECW格式的纹理图片；在Geospecific Imagery中设置纹理图片的范围参数，与数字高程模型进行空间位置的匹配。研究区的水系、道路、植被、标志性建筑物、居民区等矢量数据用来表现三维场景的细部特征，根据需求选择描述相应对象的矢量数据并将其转换为Terra Vista能够识别的文件格式。矢量数据利用Terra Vista提供的点、线、面矢量建模模板［243］进行赋值，实现矢量数据的实体化，即将矢量数据表现为实际的三维实体并赋予特定的信息，从而构建出丰富的地物模型。

8.2.1.1　地物建模

Terra Vista软件平台提供的三维模型有限，浏览重点关注的物体时，需要软件模型库提供更精细的模型。流域实体模型采用精确的几何结构建模方式，并将经过处理的纹理映射到几何结构上，这样既能操纵模型的动态变化，又能在外观上反映真实的实体景观。Terra Vista提供了矢量要素模板，不但实现三维模型的智能定位，而且能与周围地形无缝拼接，提高了建模的精度和效率。嵌入步骤如下：利用Creator建立三维模型test model，并设置footprint；将建好的Open Flight格式模型以Open Flight Converter方式导入已建的Terra Vista；复制一个点状模板作为替换模板，将其代码更改为test model，作为模板的索引名；将替换模板的Model属性中已有模型用Model Library中的自建模型代替，实现自建模型与test model模板的关联；在Point Layout中设置自建模型的嵌入方式，通常选择Integrated实现自建模型与周围地形的无缝集成；在Set Point Elevations中设置自建模型的高程，还可设置模型朝向、修改映射纹理等。

渠道断面规则，较天然河道建模而言相对简单，但手工绘制工作量仍较大。采用Terra Vista提供的Complex River/Stream生成工具，可以方便地在地形中无缝嵌入渠道，自动化建模程度高。将渠道矢量线标识赋值为Complex River/Stream，该实体主要包括渠道宽度，水面以上的宽度、深度，水面以下的宽度、深度等属性值，赋值完毕即可生成与地形无缝连接的渠道。为配合渠道两侧的路面，建模中将渠道矢量线复制，按照渠道和路面宽度之和的一半作为两矢量线的间距，将渠道两侧的矢量线赋值为道路或树木，如此即可自动生成渠道及其两侧道路和树木等。

8.2.1.2　地形网格处理(www.xing528.com)

重点关注的区域需要采用高分辨率的地形和纹理，以精细表现其地形地貌状况，然而不同精度地形块的无缝集成较难处理，不仅要实现不同多重细节（LOD）等级的嵌套，而且还需要纹理和几何模型的无缝融合。Terra Vista提供了网格加密和高分辨率纹理插块技术，有效地解决了该问题。对于需要设置高分辨率地形纹理和需要增加网格密度的区域，先使用矢量编辑器Vector Editor将其勾勒出并设置为面状矢量实体，将其标识为HiRes Texture Inset和High Polygon Budget Inset模块，分别在其MetersPer Pixel属性中设置目标分辨率、在Triangle Budget属性中设置满足需求的三角形数目。最高分辨率取决于纹理文件实有分辨率；在地形自动生成过程中，该区域的三角形自适应加密，并能够与周围网格进行无缝拼接。

Terra Vista利用了混合建模的思想，充分结合规则网格和不规则网格的优势，以构造基于视点变化的连续多分辨率地形结构，提高实时仿真模拟的效率。Terra Vista使用Poly Calculator工具对网格进行剖分，其中需要设置多重细节的数量、可视距离、网格的大小和每个网格中的三角网密度，各层次地形网格则对应输出相应网格大小和精度的纹理图片。大范围地形是按照分块的方式统一生成，这些方块以规则的行列号命名方式存储在硬盘空间内，并以外部引用节点的方式集成在master.flt文件中，每个块内三角网密度和纹理分辨率相同，尽可能地满足系统实时性的要求。按照上述方式对玛河流域地形参数和矢量数据进行处理，生成玛河流域三维场景（见图8.2）。

图8.2　玛河流域三维场景

空间数据采用OpenFlight格式的三维数据模型按照其几何结构进行存储。从基础的三角形面组合为局部结构，最后构造为完整形体，通过节点的三维坐标和形体拓扑关系存储模型的几何信息。与单个实体的空间信息描述和存储相似，在整个大场景地形地物空间信息的组织存储方面，应用外部节点进行各单一实体空间位置信息的存储和管理，并通过单个实体标识ID加以区分，保证了空间数据记录的唯一性，同时可为实体属性的数据提供关联信息。