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地质体剖面从构建到Web三维展示

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2013-12-02

当我们想要对地质数据在三维空间中进行空间分析，最终在web端进行展示的时候，应该怎么做呢？本文即从表格形式的钻孔数据出发，在ArcGIS三维中构建地质体以及地质体剖面，最终结合CityEngine 2012完成在Web端数据展示。
本文前两部分地质体构建与地质剖面体构建引用Esri BBS三维板块Lipper版主的文章及视频。
1. 构建地质体
1.1. 钻孔数据
现有的钻孔数据为2D的点要素，它包括了一张内容丰富的属性表，其中就有高程值字段，此外还有所属岩层名称等。如果不用做三维展示，那就可以直接进入步骤2进行TIN构建了。若我们要将其进行三维展示，就需要用到一个“依据属性实现要素转3D”工具，就可以根据自带的高程属性值，将2D数据轻松转为3D数据了。

1.2分别构建不同岩层的TIN模型
首先需要将不同岩层的钻孔点筛选出来，这里用到的就是属性表中自带的“按属性选择”功能，筛选过后，将点要素保存成为独立的图层。

效果如下图：

之后，即可以对不同的钻孔图层构建TIN模型了。使用3d分析中的“创建TIN”工具，逐层生成各地质层：

1.3 生成地质体
接下来要生成各地质层之间的地质体，生成地质体的方法是对各地质层的TIN数据按照高度进行拉伸，拉伸的对象就是各地质层的平面覆盖范围。因此我们要先计算出地质层的覆盖范围。方法是使用3d分析工具中的“TIN范围”即“TIN Domain”工具。

有了地质层的范围之后，使用“在两个面之间拉伸”工具，创建两个地质层之间的地质体。在使用该工具的时候需要注意输入的邻接TIN和TIN范围的选取。

将所有地质体都加载到同一个数据中，形成一个完整的地质体数据：

2.构建地质体剖面
地质体剖面是由切面片和地质体相交计算而得来的，因此，需要先绘制切面。绘制切面的方法是先绘制二维视角的切面，然后通过拉伸，将切面拉伸成三维形式的切面，最后转化为三维格式的切面片，具体步骤如下。
2.1 生成切面片
创建带有Z值的polygon要素，开始编辑之后绘制面要素。

绘制完成后在图层属性中，选择按照一定高度拉伸，形成切面片：

然后使用“3d图层转要素类”即“3D Layer to Feature Class”工具将二维数据转换为MultiPatch格式。
2.2 构建剖面体
对切面片和地质体应用相交计算，使用“3D相交工具”，即可得出相交的剖面体。

3.Web三维地质体展示
CityEngine中可以读取ArcGIS数据库，因此，只要以上生成的数据存在GDB中，即可导入到CityEngine中，并进行Web三维展示。
3.1. 数据导入CityEngine
在CityEngine中新建一个场景，选择与数据相同的坐标系。打开新的场景之后，选择导入File GDB数据，CityEngine将会自动读取File GDB中的数据并将数据添加到场景中：

3.2 设置地质体颜色
添加进来的数据默认是没有进行颜色渲染的，因此我们需要在规则中按照地质层的类别给不同的地质层赋予颜色。CityEngine中支持直接从数据的属性中读取地质类型，因此完成这一过程很简单，我们只要写好赋予不同地质层的颜色即可。具体规则：
attr type = "0"
Multi-->
case type=="2":
color("#4CB300")
case type=="3":
color("#8400A8")
case type=="4":
color("#A80000")
case type=="5":
color("#FFFF00")
case type=="6":
color("#00C5FF")
case type=="7":
color("#FFAA00")
case type=="8":
color("#FF0000")
else:NIL