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GIS结合Blender,提供一种在三维地图中添加河流、湖泊或其他图层的思路

 GIS荟 2022-09-27 发布于四川

前言:使用 ArcGIS Pro 和 Blender 制作三维地图模型,并在里面添加准确的河流、湖泊等自然地物要素!

封面这张渲染结果图展示的是黄河流域,与以往不同的是,图像中添加了黄河,呈浅蓝色,那么这种效果是如何在 Blender 中实现的呢?这就是本篇分享的主题

在三维地图或模型的基础上添加其他要素或图像,比如这里添加了黄河,你还可以通过这种思路在三维地图上添加其他东西,比如水域、项目区示意等。

原始效果(未添加黄河)

更多不同角度或高度拉伸效果的展示(添加黄河后):

那么下面就一步步从图片制作到 Blender 混合详细说明制作方法。

1.制作三维模型

首先制作三维地图模型,通过卫星影像和 DEM 数据可以轻松的制作逼真细腻的模型。

1.1影像下载

使用的影像是经过处理的无云哨兵2影像,下载方式见这里,当然我在最后也会提供本篇文章使用的所有文件。

1.2立体地图制作

使用 Blender 制作真实的立体地图是公众号老生常谈的问题了,涉及的内容比较多,使用的软件主要是 Blender  和 GIS 软件,比如 ArcGIS Pro。详细的内容和制作方法可以看我这篇文章:《关于3D地图,那么我能从哪里入手,能实现哪些效果呢?我搜罗全网,既有教程又有案例!》

使用下载的哨兵2卫星遥感影像(图1)和 DEM 数据(图2),渲染出三维地图模型(文章封面的效果)。

图1 哨兵2影像

图2 DEM 数据

三维地图面模型最终效果(调整相机的比例和角度)

2.制作合适的河流图片

到目前为止,我们呈现出来的效果局限于下载的遥感影像,影像上有什么,最后的结果就是什么,不能自定义显示特定的范围和内容。

以黄河为例,在上面做好的三维地图的基础上,将黄河(线矢量)添加进去。

首先需要使用 ArcGIS Pro 软件制作合适的黄河的片(以下的所有操作请确保所有矢量、栅格图层的坐标系一致!)。

2.1河流图片栅格化

  • 打开 ArcGIS Pro,添加黄河的线矢量图层(最后有打包下载方式);

  • 设置符号样式,这里设置成蓝色,然后缩放图层置于中心;

  • 导出地图,选择 ArcGIS Pro 的共享选项卡中的导出地图,一定要勾选写入坐标文件,颜色深度设置为32位 Alpha,确保得到带有透明度的图片文件(ArcGIS Pro工程中如果有其他图层,请隐藏哦,不然也会被导出为图片)。

2.3导出特定范围

我们从矢量数据中得到了一张大范围的、带有黄河流域的,同时有坐标的图片,接下来我们需要将其范围变成和下载的哨兵2影像一致,这样他们才能重叠吻合。

  • 将上一步导出的图片以及下载的哨兵2影像添加到 ArcGIS Pro 中;

  • 由于黄河已经导出变成图片了,我们可以打开右键菜单找到数据->导出栅格,来导出特定范围的图片;

  • 在导出栅格窗口中选择统一的坐标系,同时最重要的是正在裁剪几何中选择哨兵2卫星影像,然后输出格式选择 PNG,最后点击确认。

2.3最后的结果

最后的结果就是一张简简单单的图片,只是它的四至范围已经和哨兵2影像的范围一致了,可以在后续的 Blender 中操作中重叠到一起。

3.Blender 混合

要在三维地图模型中添加黄河,相当于在 Blender 中将两个图层做混合叠加处理,一个图层是三维地图图层,另一个图层就是自定义的感兴趣区(比如黄河)。

1:首先进入已经做好的三维地图的 Blender 工程文件中的着色器编辑器界面,添加图片纹理,然后加载在第二小节做好的黄河图片。

2:再连接一个自发光(Emission),参数调大,这样可以让黄河变得清晰明亮;

3:添加混合着色器(Mix Shader),与新添加的图片纹理和自发光连接,然后再与三维地图的材质 4 连接。

最终实现在三维地图中显示黄河。

效果前后对比

渲染结果的大图在文章开头。

总结、启发和下载

该方法受油管博主 Owen Powell 启发,不过他是使用的 FME 来快速获取范围一致的感兴趣或内容的图片,然后到 Blender 中处理。

另外由于需要导出的图片是32位 Alpha 带透明通道,所以可能 ArcMap 做不出来可以在 Blender 中混合渲染的图片,不过我没有尝试,感兴趣的朋友可以尝试。

Owen Powell 的视频.https://www./watch?v=oeVUWTSkAlk&t=2s&ab_channel=OwenPowell

地形上叠加河流和湖泊图层(from Owen Powell)

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