哈佛大學使用ArcGIS進行3D空間分析

　　為了滿足校園可視化的需要，哈佛大學在18年前已經(jīng)啟動哈佛規(guī)劃與項目管理系統(tǒng)(HPPM)，利用3D功能來連接2D地圖。

　　起初，HPPM建模是利用CAD來制作一個個具有細節(jié)的單獨建筑單體，復雜且非常消耗經(jīng)費。但即使模型夠復雜，也只是能夠用于建立一些可視化場景或者輔助決策，卻不能有效地進行3D空間分析。

　　3D空間分析在研究建筑體結構之間的關系時非常重要，這樣能得到潛在新建筑體的方位和規(guī)劃方法，進行有意義的再建模工作。另外，哈佛大學也想在網(wǎng)上實現(xiàn)這些功能。

　　結合地理環(huán)境

　　當2D校園地圖被局限在土地利用地區(qū)、建筑位置、設備、交通網(wǎng)絡這些要素里，3D地圖卻能夠連接一個個帶有地理特征的建筑。

　　一個連續(xù)更新和變化的3D校園地圖能夠服務于整體規(guī)劃和管理。3D地圖的元數(shù)據(jù)能夠讓數(shù)據(jù)庫以不同的方式查看：規(guī)劃者和管理者能夠隨時看到校園項目的進展情況，學生和老師能夠隨時找到校園的位置信息，財政部門領導能夠利用地圖制作財務報表。

　　幸運的是，三年后，隨著GIS和電腦技術的發(fā)展，各種各樣的3D技術難題被破解。3D不再是屬于桌面端的技術，而是能夠應用于更多的設備。智能手機和平板電腦也能夠隨時顯示精美的3D地圖。3D的CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到地理數(shù)據(jù)庫也變得簡單。

　　這些技術的進步讓3D地圖學成為了必不可少的課題。

　　建立可持續(xù)的數(shù)字工作流程

　　考慮到校園建筑的數(shù)量，HPPM需要創(chuàng)建完整的工作流流程。

　　為了節(jié)省3D CAD數(shù)據(jù)到地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時間，人員開始使用Esri Silver Tier 合作伙伴 FME數(shù)據(jù) 來處理非GIS文件到3D GIS 地理數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換。但是文件非常的龐大，不能在校園的大比例尺上工作，不能有效流向3D數(shù)據(jù)。這樣使用3D分析功能就可能會失敗。

　　于是，HPPM開始使用 flyovers ，用來生產(chǎn)高分辨立體航空攝影影像數(shù)據(jù)，來更清楚地查看校園的變化。這種數(shù)據(jù)對創(chuàng)建輕量型3D數(shù)據(jù)來說是十分理想的，哈佛大學采用Esri合作伙伴的CyberCity3D數(shù)據(jù)去制作建筑模型。這些3D模型能夠代替那些十分精細化的模型。同時，HPPM將3D建筑與高分辨率地形模型相結合，讓規(guī)劃師和建筑師都能夠更好地使用地圖。

3D模型從CAD制作出來之后，數(shù)據(jù)被導入到Esri CityEngine.
 

　　為了統(tǒng)一3D數(shù)據(jù)，并給3D數(shù)據(jù)著色，HPPM使用了Esri CityEngine, Esri CityEngine能夠有效地讓不同的數(shù)據(jù)源整合起來，并讓微調(diào)3D操作變得更加簡單。

　　但有一些建筑單體模型不得不被拆分了，因為建筑的名稱、所有者、街道地址必須要根據(jù)哈佛大學的所有信息來重新地被識別出來，在很多地方，哈佛卻與劍橋和波士頓使用相同的地塊。

　　這些建筑還需要與地形數(shù)據(jù)相匹配，這也將花費大量的時間。于是，哈佛大學與Esri的合作伙伴SmartBettercities通過簡化信息來優(yōu)化3D數(shù)據(jù)。SmartBettercities 使用CityEngine 來讓地圖符號化，來更容易編輯校園模型。

　　校園模型被作為地理數(shù)據(jù)庫導出成功后，使用ArcScene 和 ArcGIS Pro，HPPM便能夠制作3D數(shù)據(jù)了，并且進行一些控制工作，如統(tǒng)一預測等。還能夠通過其他資源得到相關屬性，比如Excel的資源。

　　最后，哈佛大學的這些輕量型的3D模型能夠有效實現(xiàn)3D分析等功能，如進行預測天氣變化，開發(fā)新場景，設計新園區(qū)，可視化線路，或者是進行植物規(guī)劃設計。

　　分享3D地圖

　　哈佛大學的3D地圖校園CloudCities在線分享，CloudCities是一個3D 網(wǎng)站，它能夠使用ArcGIS技術在SmarterBetterCities上分享有關的服務。

　　在網(wǎng)絡實現(xiàn)分享需要一個3D主服務器，因此哈佛大學使用了SmarterBetterCities的CloudCities。它是一個使用ArcGIS CityEngine的3D網(wǎng)站，能夠為不同城市進行服務。它還允許人們能夠快速訪問CloudCities的內(nèi)容，并在智能手機、平板電腦和沒有安裝相關軟件的電腦上分享數(shù)據(jù)。

　　整合內(nèi)部細節(jié)

　　3D模型可能成為重要的工作流數(shù)據(jù)來連接GIS和CAAD。他們能夠發(fā)布申請，比如室內(nèi)導航，或者管理智能計量設備。

　　正如一開始說的，哈佛大學和SmarterBetterCities設計制作了3D校園地圖的room-findying網(wǎng)絡申請。超過60多個學習空間被校園地圖規(guī)劃出來了。通過3D申請，在2015年6月的學習空間周里，學習空間已經(jīng)被學生們有效使用了。

　　3D校園地圖的下一階段，哈佛將會繼續(xù)與Esri和SmarterBetterCities合作開發(fā)更加多元的內(nèi)部建筑模型，包括房間、樓梯、電梯等等。