CityMaker7产品白皮书080603版本最终Word文档下载推荐.docx

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1.2CityMaker7产品新特性5

1>

数据格式统一，无需再次发布5

2>

数据更新维护更加简便高效5

3>

多空间列技术，数据信息更丰富、更全面5

4>

时、空、属一体化6

5>

双重索引机制，三级LOD技术，查询渲染更加快捷6

6>

基于模型的属性信息，计算分析结果更加真实6

7>

全新自主研发的服务器端产品，更加安全可靠7

8>

日志服务功能，数据维护及安全检查更简便7

1.3CityMaker技术介绍8

地理特征数据库FDB（FeatureDatabase）8

地理特征数据引擎FDE（FeatureDataEngine）12

多空间列技术14

要素模型符号化15

查询分析功能16

离线编辑17

2CityMakerBuilder19

2.1CityMakerBuilder概述19

2.2CityMakerBuilder介绍20

3CityMakerServer23

3.1CityMakerServer概述23

3.2CityMakerServer介绍23

4CityMakerSDK26

4.1CityMakerSDK概述26

4.2CityMakerSDK主要接口介绍26

引言

伟景行科技股份有限公司是业界领先的三维地理信息系统数据和软件平台提供商。

公司自1998年创立以来，一直专注于三维可视化技术、GIS、数字媒体及展示、高性能图形计算以及大屏幕专业显示技术的研究和开发，是目前业内极少数能够提供软件、硬件、外设产品以及相关服务整体解决方案的专业机构。

CityMaker是伟景行自主开发的，具有完全知识产权的3DGIS平台。

CityMaker平台从数据生产、编辑、整合、展示、应用，到互联网发布等方面都提供了成熟的商业解决方案，为用户提供一站式服务，并开放完整的API，无论是在网络环境中，还是单机应用，用户都能够根据自己的需求定制功能，建立个性化的三维地理信息系统；

通过三维交互的方式来展示大量的空间地理数据，并在此基础上整合自身的业务平台，实现数据和平台的资源共享。

近几年，CityMaker产品和伟景行技术已经在国内数百个重大项目和机构得到了应用，并且延伸到欧洲、东南亚、北美等海外市场，应用行业涉及城市规划、建筑设计、市政管线、国土、测绘、应急、房地产、电力、石油石化、科技展馆、科研院校等众多领域。

伟景行中国总部设在北京，在上海、新加坡等地建立了分公司。

伟景行公司在北京中关村设有业内规模最大的研发中心，聚集了众多业内技术精英，科研实力雄厚。

伟景行始终坚持自主创新的发展道路，为3DGIS的建设提供先进的技术手段，同时贯彻开放合作，共同发展的理念，已经与多家合作伙伴开展了合作，共同推进3DGIS产业的发展，为全球用户提供强有力的解决方案和技术服务支持。

1CityMaker概述

1.1CityMaker介绍

CityMaker系列产品是伟景行科技股份有限公司研发的，拥有完全自主知识产权，且核心技术处于国际领先水平的三维地理信息系统平台软件。

CityMaker系列软件致力于全空间、逼真、完美的虚拟三维可视化的极致体验，并将二维信息融入三维场景中，将传统的二维分析运算扩展成三维分析运算，实现可视化、分析功能的二三维一体化。

CityMaker7是新一代的三维地理信息平台软件，服务于数字城市建设，致力于地理信息价值的体现与增值应用。

CityMaker7采用全新的地理特征数据库技术，具备全面的地理特征几何模型，可轻松管理多类型、大规模地理特征数据，并提供精确的空间分析计算能力。

面向大规模数字城市地理信息生产与管理，支持开展团队协作生产，可以有效地提高生产效率，降低数据管理成本。

CityMaker7全新的服务器端产品，基于完全自主研发的三层数据服务架构，更安全，更稳定，性能大幅提升，可有效应对数字城市建设快速发展、系统规模不断扩大的发展需求，为用户提供高灵活性与高延展性的系统建设解决方案，支撑海量地理特征信息的网络共享与终端应用。

CityMaker7领先的三维渲染引擎技术，支持DirectX3D与OpenGL双引擎，效果依旧出众，性能更加优异，可在主流计算机配置环境中稳定、流畅运行。

CityMaker7为单用户或多用户在桌面、服务器、Web上以及移动终端上应用3DGIS功能，提供了一个完整、可伸缩的框架。

CityMaker7是一整套3DGIS软件产品，这些产品构成了一个完整的3DGIS平台。

CityMaker7系列产品包括CityMakerBuilder7，CityMakerServer7，CityMakerExplorer7，CityMakerSDK7。

CityMakerBuilder—3DGIS数据生产与维护平台

CityMakerBuilder提供全面的三维模型编辑功能，可快速整合多源、海量的空间数据，并生成具有高效空间索引机制和渲染索引机制的空间数据集，为单机、网络应用提供优质的数据支持。

全新的多空间列技术，可以基于对象进行数据存储和管理，可以将对象相关的所有时间、空间、属性信息都存储在同一个表，不同的空间列中，为后期数据的简便的更新维护以及高效的查询分析奠定了基础。

CityMakerServer—3DGIS服务平台

CityMakerServer是一个专业的3DGIS服务聚合与发布平台，它基于面向服务体系构架（SOA）创建、组织和管理各种空间数据服务。

CityMakerServer通过高效的空间索引机制组织数据，通过动态负载均衡技术响应海量并发访问请求，通过高效的流媒体压缩技术和网络传输技术，将三维空间数据快速的推送到系统应用终端，从而实现为海量并发访问的网络用户提供高质量的网络数据服务。

可以依据不同的业务配置需求，提供分布式部署解决方案，提供特征数据可视化服务、数据查询分析服务、数据编辑服务、系统管理服务和日志服务。

CityMakerExplorer—3DGIS应用平台

CityMakerExplorer采用最新的CityMaker渲染引擎和空间索引技术，可实现海量模型的高性能绘制、丰富的场景特效，用户可在全空间的、逼真、完美的三维空间环境中，流畅的漫游，并应用模型编辑、各种三维空间分析、矢量数据可视化、矢量数据驱动建模等功能。

CityMakerExplorer可自定义程序界面，并加载Gvitech公司提供的CityMakerExplorer扩展模块（CityMakerExtensions）；

也可以通过CityMakerSDK二次开发组件库，开发自定义的拓展。

CityMakerSDK—3DGIS二次开发组件库

CityMakerSDK（CityMakerSoftwareDevelopmentKits）采用标准的COM控件技术，提供了3DGIS应用所需的相机控制、三维漫游交互、空间分析、地形分析、特征要素绘制等功能接口，可满足不同用户的开发需要。

通过CityMakerSDK，开发用户可以快速开发独立的三维应用系统，或者开发CityMakerExplorer扩展模块（CityMakerExplorerExtensions），实现应用系统开发、3DGIS系统集成开发、CityMakerExplorer定制开发。

1.2CityMaker7产品新特性

数据格式统一，无需再次发布

CityMakerBuilder7基于全新的地理特征数据库FDB（FeatureDatabase）及特征数据引擎FDE（FeatureDataEngine）进行开发，对CityMaker7系列软件的数据进行全新组织，所有模块数据格式统一，数据无需再次发布即可直接使用。

数据更新维护更加简便高效

CityMakerBuilder7对三维场景数据的制作流程进行了梳理，通过采用直连编辑和离线编辑相结合的模式对团队协同作业的方式进行了改进，直连编缉模式下可以对发布共享的数据直接进行编辑更新，数据的维护更加简便。

多空间列技术，数据信息更丰富、更全面

CityMakerBuilder7中引入FDB来管理数字城市建设所需的全部地理信息，采用面向实体对象的方式，利用多空间列的技术，对数字城市建设中所有的数据信息进行组织和管理，为以后二三维一体化的实现奠定基础。

时、空、属一体化

数据集中的每一个要素在创建时，除了常规的空间信息和属性信息还自带起始时间、终止时间两个时间属性字段，为城市建设的历史回溯或者各种应急预演等应用开发提供了可靠的保障。

双重索引机制，三级LOD技术，查询渲染更加快捷

CityMakerBuilder7为数据集中的要素提供空间索引和渲染索引两种索引机制，模型和纹理通过双重三级LOD技术进行控制，可以进行要素的快速查询及绘制渲染，性能消耗最低。

并且支持DirectX3D与OpenGL双引擎，在标配计算机上即可流畅运行。

基于模型的属性信息，计算分析结果更加真实

CityMaker7可以根据现有三维模型对建筑模型的基地边框、外围三角面进行反向推演，获取其对应的属性信息，在进行分析计算时使用其属性信息，计算结果更加真实。

全新自主研发的服务器端产品，更加安全可靠

CityMakerServer7基于完全自主研发的三层数据服务架构进行开发，数据服务更加安全，性能更加稳定，可有效应对数字城市建设快速发展、系统规模不断扩大的发展需求，为用户提供高灵活性与高延展性的系统建设解决方案，支撑海量地理特征信息的网络共享与终端应用。

日志服务功能，数据维护及安全检查更简便

CityMakerServer7除提供基本的管理服务、数据服务外还提供日志服务功能。

有效的日志说明，对于数据的维护和系统的安全性、可靠性是十分重要的。

通过日志可以发现系统可疑的异动，用于系统安全性预警，日志中记录的各数据源的访问时间、访问频率可以有效的对系统性能进行评估。

1.3CityMaker技术介绍

⏹地理特征数据库FDB（FeatureDatabase）

FDB是一组表达地理特征概念及其关系，并按照这种概念及其关系来组织、存储地理特征数据的数据库模式。

FDB既包含了CityMaker7对于空间数据的三级组织方式的定义，也包含了伟景行对于3DGIS空间数据的独特理解，同时引入了一些行业系统中常用的概念，比如值域、同步、分布式等概念，为高层系统建模提供了更多的便利性。

FDB的数据组织

FDB的数据组织采用了标准的三级层次结构，分别为数据源（DataSource），数据集（Dataset），要素类（FeatureClass）三个层级。

DataSource指当前安装的FDB实例，目前的FDB暂时限制一个DataSource只能位于一个数据库实例上。

DataSource是建立在关系数据库之上的一个概念，基于关系数据库进行设计封装的。

DataSource包括了当前FDB实例的所有数据。

这些数据都可以通过FDE来访问。

Dataset是DataSource的一个逻辑分组，一个DataSource中可以包含多个Dataset。

属于同一个Dataset的数据有以下共同点：

1.使用相同的坐标参考系；

2.使用同一个模型库和贴图库。

在每个Dataset都有且只有一个模型库和一个贴图库。

FeatureClass是DataSet中具体组织管理要素的一级，可以根据需要组织要素的类型特性。

FDB中要素的定义组织

FDB数据库中可以根据需要选择不同的Geometry类别，Geometry类型包括：

点、多点、多边形、闭合曲线、实体、表面、点云、集合、图像、模型等类型；

可以为选择的类型创建属性字段，字段类型支持：

Int16、Int32、Int64、Float、Double、String、Data等类型。

FDB中的数据类型依据其几何维度，可以分为下面四大类：

⏹0维点-Point：

没有边界，只有内部

Ø

Point：

点

ModelPoint：

模型点

MultiPoint：

多点

PointCloud：

点云

⏹1维曲线-Curve：

用于表达二维或三维空间中一条内部不自交的轨迹

Line：

线段

Polyline：

多段线

MultiPolyline：

复合多段线

BezierCurve：

贝兹曲线

NurbsCurve：

非均匀有理样条曲线

Circle：

圆

Ellipse：

椭圆

Ring：

环

CircularArc：

圆弧

CompositeCurve：

复合曲线

⏹2维曲面-Surface：

用于表达二维或三维空间中连续、连通、流型的子区域

Polygon：

面

MultiPolygon：

多面

Triangle：

三角形

TriMesh：

三角面

MultiTriMesh：

多三角面

ClosedTriMesh：

闭合三角面

CompositeSurface：

复合面

⏹3维体-Solid：

用于表达三维空间中连续、连通的封闭空间

TriSolid：

三角网格体

MultiTriSolid：

多三角网格体

CompositeSolid：

复合体

每一个Geometry类型都包含地理特征几何属性的“绝对位置信息”和“相对位置信息”及相应操作“操作”。

“绝对位置信息”就是通过二维或三维空间的坐标几何进行表达，例如单个坐标或者坐标串（可能包含相邻坐标之间的插值方式、子区域的插值方式和参数等）；

而“相对位置信息”是记录在各个Geometry子类中内的拓扑信息，具体而言，就是抽象或具体的“几何部件”（Component）之间的incident和adjacent关系，例如平面上的多边形与外环、内环的incident关系，外环与内环之间的adjacent关系等。

基于Geometry所做的操作主要包括以下六大类：

✧二三维空间关系谓词（重点是二三维拓扑关系）；

✧二三维拓扑操作（重点是交、并、差、对称差、边界提取、拓扑检查）；

✧最邻近查询（ProximityOperator）；

✧仿射变换；

✧重投影；

✧几何结构转换；

其中，二三维空间关系谓词用于满足二三维空间查询操作，例如查询与某一空间目标满足某一空间拓扑关系（Contains，Within，Touches，Overlaps，Crosses，Equal，Disjoint）的所有地理特征；

判断任意给定空间目标之间的空间拓扑关系。

二三维拓扑操作用于满足二三维空间目标的高级编辑操作，例如空间目标之间的空间集合操作，包括交，并，差等；

当然，还包括二三维缓冲区分析，二三维凸包等。

最邻近查询用于满足最近点查询，最短距离计算等。

仿射变换、重投影用于满足空间目标的旋转、平移、缩放、球面到平面的投影等操作。

几何结构转换用于满足三维符号Model到Geometry之间的转换，以及Geometry之间的降维（FootPrint）等操作。

此外，对于1维曲线、2维曲面、3维体分别还有一些度量计算方面的操作，如长度、面积、体积等。

FDB空间索引

空间索引是空间数据库一个重要的组成部分。

空间索引能保证空间类型数据的高速访问。

FDB当前版本采用了网格索引。

网格索引是一个基于关系数据库B-Tree索引实现的空间索引。

网格索引在物理上定义了两列（平面坐标的X、Y相对偏移），在逻辑上，按照空间对象的位置和大小，把当前空间对象位置转换为两个列的值存放起来。

在关系数据库的层次，由于存在物理上的两列，故可以构建包含这两个列和其他位置相关的列的B-Tree索引。

由于定义的两列可以极大的在逻辑上提高空间对象的聚簇效果，故查询效率很高。

如果能结合存储层面的物理聚簇效果（比如Oracle数据的索引组织表），查询效果会更理想。

FDB渲染索引

FDB渲染索引（RenderIndex）是CityMaker7区别于其他空间数据库最独特的索引类型，是CityMaker7中FDB和RenderControl交互的最有效手段，也是FDB3D空间数据库的标志之一。

渲染系统对于数据实时访问的要求非常高。

根据目前计算机体系各级子系统的访问速度，一般情况下，IO子系统是整个计算机系统最慢的一环，这也是各种系统设计中，缓冲系统大行其道的根本原因。

CityMaker7中，为了提高渲染的性能，特别设计了RenderIndex，用来提供渲染的性能。

RenderIndex的技术特点如下：

对缓冲友好。

渲染数据按照物理位置分块，分块粒度大小可自定义，缓冲系统也可以定制。

RenderIndex支持用户自定义感兴趣字段。

RenderIndex可针对要素类部分字段建立，节省空间，同时节省IO成本。

RenderIndex状态自维护。

外部系统修改字段属性值，RenderIndex自动捕获变化，不需要外部系统额外干预。

RenderIndex支持数据压缩。

RenderIndex的索引数据支持zip压缩，进一步降低数据量。

⏹地理特征数据引擎FDE（FeatureDataEngine）

地理特征数据引擎FDE是访问FeatureDatabase（FDB）的中间件。

提供一组API，定义了GviTechFeatureDatabase中所有Feature及其关系和相关操作的集合。

FDE作为一个中间件，内部封装了地理要素数据对象模型，要素对象数据访问接口，是用户使用GvitechFeatureDatabase的唯一接口。

作为用户访问接口，FDE除了定义以上两个主要部分，还定义数据访问的组织形式，即数据源、要素数据集、要素类等主要类之间的聚合和关联关系。

FDE主要分为FDECore和FDEExtensions。

FDECore完成Feature对象模型定义、Feature高效访问、基础要素模型建模等工作，FDEExtension包括工具集（如数据导入导出，数据处理，批处理等）、复杂要素模型建模（如topology，network）以及其他对象建模。

FDECore定义了要素对象模型和要素访问模型

要素对象模型主要描述空间属性的关系

⏹多空间列技术

常规GIS平台中将不同类型的要素信息必须分开存储，很大程度上割裂了其内在的联系。

在CityMaker7的FDB中，通过引入多空间列技术，可以很好的对要素实体的相关信息进行统一的组织和管理。

传统技术下，要对一个地方的建筑信息进行描述，就要分别创建一个点图层记录其名称相关属性信息、一个面图层描述其基底轮廓信息以及一个点图层用于关联其模型、纹理等信息，各图层信息之间通过一个主键字段进行关联，查询效果低下，数据组织复杂。

得益于多空间列技术，FDB可以高度整合时间、空间、专题属性信息，实现高度聚焦业务需求的面向对象建模。

用户可以根据实际需要给业务对象添加任意多个、任意类型的几何空间数据，对几何数据的管理将变得与普通专题属性一样便利，不必像传统技术那样必须根据几何数据类型分别分割管理数据。

高度整合的信息数据，将帮助用户大幅降低信息建模与信息系统架构的设计复杂性，降低信息系统建设、维护成本。

⏹要素模型符号化

在CityMaker7中将地理要素信息存储于FDB里对应的FeatureClass中，地理

要素通过符号化得以呈现。

同一个FeatureClassic要素类中可以利用多空间列技术，可以根据需求存储多种几何空间数据类型，利用CityMaker7中提供的符号化功能，可以将多个空间列实例化为不同的（FeatureLayer）要素图层，也可以将同一个空间列按照不同的（RenderScheme）符号化方案展现出不同的（FeatureLayer）要素图层效果。

在CityMaker7中，用户可以通过设置RenderScheme来对数据的显示样式进行显示，符号化方案主要由符号化渲染规则构成（RenderRules），目前RenderRules支持域段值设置（RangeRenderRule）和唯一值设置（UniqueValuesRenderRule）两种设置方式。

一个符号化渲染方案（RenderScheme）可以包含一个或多个渲染规则（RenderRule），多个Rule之间的关系是And关系。

例如，groupid在1~100之间，就存在两个rule（rule1:

groupid>

1rule2:

groupid<

100）；

一个FeatureClassic可以包含一个或多个RenderScheme，多个Scheme之间是or的关系，一旦满足某一个Scheme，就应用其对应的Symbol。

例如，groupid在1~100显示红色，groupid在100~200显示蓝色，则是两个Scheme。

CityMaker7中统一了二、三维地理要素的符号化显示，所有类型地理要素均可以定制符号化样式，包括填充、样条、文字标注，以及三维模型符号。

CityMaker7特别优化了三维模型符号显示，三维模型符号及材质素材均通过FDB统一管理，并通过流服务进行数据分发，本地及网络客户端均可以快速获取符号化所需的所有数据资源，并以高速的渲染性能进行绘制，从而实现城市级海量三维数字城市可视化。

⏹查询分析功能

在CityMaker7中，基于FDE地理特征数据引擎技术可以对地理要素进行计算分析，而且提供地理要素之间的空间拓扑关系分析计算。

借助多空间列技术的特性，可以结合要素的时间信息、空间位置信息以及基本的属性信息，按照业务需求对要素进行查找。

目前提供高级查询和模糊查询两种方式，在模糊查询中可以依据其要素名称对场景数据集进行查询，查询结果以属性表和属性面板的形式呈现。

在高级查询中可以进行属性字段、空间位置、时间信息的任意组合，用户可以灵活的进行查询。

基于新的空间索引算法，获取的数据库中数据颗粒度更细致，计算结果更准确快捷。

目前CityMaker7中支持的要素之间的拓扑关系包括以下几种：

Equals：

相比较的两个几何体类型相同，并且各自顶点集合中的顶点个数相等，在平面上的坐标相等。

Disjoint:

：

相比较的两个几何体没有任何公共的顶点。

Intersects：

相比较的两个几何体在边界上至少有一个公共顶点，但是内部没有公共顶点。

Touches：

相比较的两个几何体至少有一个公共的顶点，与Disjoin相反。

Crosses：

相比较的两个几何体的共享部分但不是全部的内部点集，相交部分的几何体维度小于相比较的两个几何体中的一个或者两个。

Within:

BaseGeometry在Compar