摘要：2.5維數字地圖既具有三維數字地圖良好的表現效果，又具備數據量小、網上傳輸速度快的優點，滿足了在現有的網絡環境下對三維地圖的快速瀏覽訪問。廣州市規劃局於2007年開展了“數字詳規”項目，在此基礎上對三維景觀模型按平行投影變換後，按照一定高度、視角和燈光效果進行渲染輸出、加工製作可得到2.5維數字地圖，提高了真三維數據的應用價值。
關鍵詞：2.5維;數字地圖
1 前言
地圖作爲記錄地理信息的一種圖形語言形式，不僅爲了便利，同時也豐富了人們的視野，提供瞭解城市、國家乃至世界的手段。隨着計算機技術，特別是計算機圖形學、三維仿真技術、虛擬現實技術以及網絡通信技術的飛速發展，傳統的二維電子地圖被注入了新的活力，承載在互聯網的側視電子地圖已成爲電子地圖發展的一個重要方向。通過直觀的地理實景模擬表現方式，爲用戶提拱地圖查詢、出行等地圖檢索功能，同時集成生活資訊、電子政務、電子商務、虛擬社區、出行導航等一系列服務，爲政府機關、企事業單位、商家企業提供宣傳互動的快速通道，並以全新的人性化界面表現，爲人們的日常生活、網上辦事和網絡娛樂等活動提供便捷的解決方案。
數字側視地圖（俗你2.5維）應該說最早的應用是規劃設計人員，他們做的鳥瞰圖其實就是我們的2.5維數字地圖，它的出現讓測繪專業技術人員意識到原來地圖還有更多的表現手法。
2.5維數字地圖既具有三維數字地圖良好的表現效果，又具備數據量小、網上傳輸速度快的優點，滿足了在現有的網絡環境下對三維地圖的快速瀏覽訪問，在傳統二維地圖和真三維地圖很好地起到一個承上啓下的作用。同時， 利用三維製作成下游產品的2.5維數字地圖，具有準確的座標信息，還可以製作成4個角度或8個角度，相對意義上的三維，應用價值更爲廣泛。
一般製作2.5維數字地圖的流程都是先對三維場景進行無透視效果的軸測渲染，然後對圖片進行後期處理，最後用程序驅動，使其實現縮放、平移、查詢等功能。而製作2.5維數字地圖的三維模型，也基本都是隻對視角內的物體進行建模，應該來講這是一種比較符合實際的方法，一是2.5維數字地圖，只做看面對其它角度沒有影響，二是比較經濟工作量較小，可以節省大量的開支。三是在製作的時候由於數據量不大，也可大大提高工作效率。
廣州市規劃局於2007年開展了“數字詳規”項目，該項目經過4年建設，已完成廣州市建城區200多平方公里區域的三維現狀模型。在此基礎上對三維景觀模型按平行投影變換後，按照一定高度、視角和燈光效果進行渲染輸出、加工製作可得到數字側視地圖，這樣相當於三維模型成果多了一種附屬產品，提高了真三維數據的應用價值。
2製作流程
下面就本單位的數據特點結合已開展的工作簡單說說2.5維數字地圖製作的基本流程：製作基本思路，將整個場景按x、y兩個方向分割渲染成若干張分辨率爲320x320的圖片，最後在photoshop裏拼合並做後期。
1、製作軟件 3dmax、photoshop。
2、基礎數據準備 基礎數據主要是“數字詳規”現狀三維模型成果，“數字詳規” 現狀三維模型採用當今國際流行多邊形建模技術，保證還原建築真實形狀。在製作模型的時候，根據採集照片對建築物的每一部分進行推敲，對每一棟建築進行細緻的貼圖，建築外牆、窗體、裝飾物的材質來自採集的照片或者精選的素材庫，儘量還原建築的真實外觀。製作好建築後，嚴格按照1：500地形圖上建築的位置對製作好的建築進行擺放，減少建築與建築之間、建築與地表之間的位置誤差。
圖1 “數字詳規”現狀三維模型成果
3、場景搭建 由於已有的三維模型數據爲全模，數據量巨大，因此不能將大面積的模型合併在一起渲染。“數字詳規”項目建設之時三維模型就是按照規劃管理單元進行製作與管理，在這裏我們依然按照規劃管理單元進行渲染。
首先疊加區域的路網模型作爲整個場景的框架。
圖2 路網
然後將需要渲染的規劃管理單元建築模型和場地模型分別合併進路網場景中，如果某個規劃管理單元數據過多，我們還要將其再拆分。
4、攝像機的架設 在合併好的場景中需要架設攝像機以進行下一步的渲染工作。攝像機需要實現兩個功能，1、讓其按照固定的路徑以一定的高度和角度運動2、自動運動。根據以上兩點需求，在這裏我們選用的攝像機是free camera。
首先將攝像機向左和向下分別旋轉45度後再將其綁定在一條夾角爲135度高度爲200m的直線路徑上。這時攝像機可以沿該路徑自動運行，同時也能滿足軸測無透視變形的地圖渲染要求。這樣就完成了一個“航帶”的架設。
圖4 攝像機設置
由於場景龐大，一個“航帶”是遠遠不夠的，我們只需要將設置好的“航帶”複製即可。
圖5 複製後的攝像機
5、真實渲染 我們知道光具有反射和折射的性質。在真實的大自然中，光從太陽照射到地面是經過無數次的反射和折射的，所以我們看到地面的任何地方都是清晰的（白天），在三維軟件中，裏面的光雖然也具有現實當中光的所有性質，但是光的熱能傳遞卻不是很明顯。
所以在渲染的時候，爲了實現真實的場景效果，就要在渲染器中指定全局光照，全局光照就是採用光子貼圖來實現的。當光從光源被髮射出來後，碰到障礙物就反射和折射，經過無數次的反射和折射，物體表面和角落都會有光感，像真實的自然光。全局光照渲染時佔內存比較厲害。它屬於間接照明，縮寫爲GI。
爲了使2.5維數字地圖有良好的層次感和豐富的色彩，必須採用能夠渲染全局光的渲染器。我們選用3dmax自帶的Light tracer渲染模式，能夠在增強立體層次的時候不會讓人覺得很刺眼，大大提高地圖的友好度。
6、渲染出圖設置 場景搭建好後就可以渲染輸出了，輸出的圖像分辨率爲320x320，格式爲tif，具體設置如圖8
圖8 渲染設置
7、圖片拼合 最後按照渲染的順序將圖片進行總拼。
圖9 圖片總拼
圖10 拼合後的效果
8、後期處理 按照現場照片來進行環境的佈局，對照照片佈置綠化、草地、樹木，同時在保證在真實的情況下對環境做美化處理，增強地圖的可看性。
3 小結
2.5維數字地圖製作在技術上沒有太多的難度，但是在具體制作流程上可能會有更好的方法，本文僅是製作過程中的一些經驗之談，寫出來與大家分享，希望能夠拋磚引玉。
作者簡介：高劍鋒，男，碩士，程序員，廣州市城市規劃自動化中心技術開發部