ArcGIS中制作三维动画的方法
摘要：
关键词：
中图分类号：P27文献标识码：A
在介绍ArcGIS软件的三维分析模块功能的基础上，着重探讨了ArcSence程序中所提供的三维动画功能。
三维视图作为辅助工具可以用于国土管理工作的各个方面，如地质三维分析、土地利用动态监测、国土资源执法监察
等。通过三维空间模型可以看出整个项目的空间分布，从而为管理者提供一个直观、形象的项目空间状况，增加了项
目直观的、逼真的可视化效果，为科学决策提供了有力支持。
GIS；ArcGIS；ArcSence；三维动画
1
2
3
引言
ArcGIS的三维功能
ArcSence中制作三维动画
现实世界的所有事物处在一个真实的三维空
间之中，GIS软件通过数字模型来模拟真实世界，
但目前常用的软件所管理的数据多以二维方式来
表现各种物体的空间关系，未能更好的表示其在
第三维空间上的信息，不利于真实地再现和解决
实际工作中所遇到的复杂问题。
数据的表达和显示是空间数据分析的基础。
GIS只是帮助使用者作出分析和决策的工具，并不
能够完全取代人类进行各种实质性的事务。所以
利用GIS进行地理数据的管理和分析，离不开数据
的输出和显示功能。无论是分析过程的人工参
与，还是最终结果的反馈，我们都需要对数据进
行正确地可视化表达。
空间数据的三维可视化功能为我们浏览数据
提供了一个新的视角，它能够使我们获得许多在
二维状态下很难直观反映的信息。
本文就ArcGIS的三维分析模块进行介绍，着
重探讨了ArcSence三维动画制作功能。
ArcGIS的三维空间分析功能从整体上来说可
以概括为三个部分：三维可视化，三维数据建
模，表面分析以。ArcGIS三维分析模块主要通过
“ArcScene”和“ArcGlobe”两个应用程序来实
现其三维空间环境的显示、分析功能。
ArcSence程序提供了一种对大型多源数据库
（栅格、矢量、注记等）进行实时漫游操作的途
径，可在三维环境中观察图像或建立贯穿飞行，
能够实现在三维飞行过程中直接记录画面形成三
维动画，方便快捷地给出直观、可视化的三维空
间信息。
ArcGlobe是一个三维可视化应用程序，允许
在地球表面上查看大量的GIS数据。ArcGlobe提供
了一种新的和独特的方式来查看和分析GIS数据。
空间参照的数据被放置在一个三维地球表面，显
示其真正的大地测量位置。使用者可以操纵全
球，然后进行调查、分析数据，数据涵盖了全球
范围，且可以无缝地放大到非常详细的、局部的
数据。
关键帧相当于二维动画中的原画。指角色或
者物体运动或变化中的关键动作所处的那一帧。
ArcScene中关键帧是动画中某一时刻对象状
态的快照，是组成动画的最基本部分。
ArcScene可以在定义的关键帧之间补间或自动填
充帧，从而生成流畅的动画
ArcScene中关键帧的类型共有四种：Layer
（图层）、Sence（场景）、Camera（相机）、
TimeLayer（时间图层）。
3.1基本概念
3.1.1KeyFrame（关键帧）
收稿日期：2009-3-10
作者简介：贾晋太（1978-），男，山西繁峙人，2001年毕业于山西农业大学，现从事国土资源信息化工作，（Tel）0351-6164278
ArcGIS中制作三维动画的方法
贾晋太
（山西省国土资源厅信息中心，山西太原030024）
文章编号：1672-7487（2009）02-0051-03
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3.1.2Track（轨道）
3.3.1图层轨道属性
3.3.2相机轨道属性
3.3.3场景轨道属性
Track是一系列KeyFrame的集合。一个
Track中多个KeyFrame就可以创建出动画。与
KeyFram相对应的Track也有四种类型。
在ArcSence中创建动画主要有以下几种
方式：
1）穿越虚拟环境：这是在ArcSence中创建动
画最简单的方式，使用动画工具条上的捕捉视点
按钮捕捉当前视图，或者是导入已经做好的书
签，创建相机轨道中的关键帧。
2）改变图层的属性：通过改变图层数据的
属性来创建图层轨道上的关键帧。例如：图层的
打开、关闭，透明度的变化等。
3）改变场景的属性：通过场景的属性来创
建场景轨道上的关键帧。例如：改变场景背景
色、光源的位置、三维模型表面的垂直拉伸等。
4）沿着指定路径飞行：沿路径飞行有两种
方式：①沿路径移动图层数据，此时观察者的
视角是固定的，就像在汽车或直升机上边运动
边观察，只是图层数据相对于观察者固定视角
运动。②从路径上创建相机的飞行，此时观察
者的视角是动态变化的。是观察者相对于图层
数据的运动。
5）创建动画组：通过动画组内一系列图层
的循环显示顺序来形成动画效果。有三种图层之
间的变化过渡效果：一个接着一个显示；每个层
的淡入淡出效果；混合图层效果，前一个图层淡
出的同时，后一个图层淡入。
6）录制导航或飞行操作：点击动画控制工
具条上的录制按钮进行录制，在场景中使用导航
工具条上导航工具或飞行工具进行操作，操作结
束后再次点击录制按钮停止录制。
1）图层轨道中可以调整的属性值有6个；
2）Visibility：可见；
3）Transparency：透明度；
4）Translation转换：移动到新位置的、、
坐标；
5）Scale比例：、、三个轴上的放大缩
小参数；
6）Rotation旋转角度：图层中心点的旋转角
度参数；
7）Centeroffset中心偏移量：基于默认的中
心点（0.0,0.0,0.0），进行偏移。缩放和旋转时
都是以默认中心点作为基点的。
相机轨道中可以调整的属性字段值有8个：
1）ProjectionType投影类型Perspective透视
一种把立体三维空间的形象表现在二维平面上的
绘画方法，使观看的人对平面的画有立体感。
Ortho正射从上往下直视，场景看起来是二维的，
类似平面图；
2）Target观察目标的三维坐标；
3）Azimuth方位角相机相对于观察目标之间
的角度；
4）Inclination倾角相机相对于观察目标的
倾角；
5）Roll转动角相对于相机与观察目标之间
连线的转动角度；
6）Distance距离以场景单位来计量的，相机
与观察目标之间的空间距离；
7）ViewAngle视角相机的所能涉及拍摄的
角度；
8）OrthoExtent正射的范围即二维平面的可
见范围。
场景轨道中可以调整的属性字段值有5个。
1）VerticalExaggeration垂直拉伸设置关键帧
中模型表面的垂直拉伸程度；
2）SunAzimuth光照方位角关键帧中太阳的
方位角，默认值为315度（西北）；
3）SunInclination光照倾角光源与地平线的
夹角。默认值是30度，地平线上；
4）SunContrast光照差异光照产生的阴影的
数据；
5）BackgroundColor背景色默认的颜色是
3.2动画创建方式
3.3ArcSence中轨道的属性
XY
Z
XYZ
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白色。
下面以实际工作中的一个三维动画制作过程
为例，具体阐述一下ArcSence中三维动画的制
作，及相关属性的调整。
此次的动画是一条高速公路征地审批，需
要在三维动画中直接的显示出高速公路沿线的
地形、地貌及土地利用现状情况。数据有沿线
的数字高程模型（ＤＥＭ）、数字正射影像
（ＤＯＭ）、土地利用现状数据、高速公路设
计线路等。
数据的准备。在制作三维动画前把制作动画
所涉及到的数据放到同一个GeoDatabase中。不同
空间参考信息的数据应先被投影到同一个投影系
下；再要确定三维环境中要素高度信息的来源。
由于高速公路设计线路跨越若干个行政区
域，首先确定公路沿线所涉及的标分图数据，把
裁切出相应的DEM和土地利用现状数据，需要
DOM镶嵌起来，并为DEMDOM数据建立多层金字
塔数据。
数据的可视化设置。ArcSence中添加数据，
设置好数据图层的属性。如颜色、符号、高度信
息、渲染参数等，且设置好场景背景色，垂直拉
伸程度。
创建动画关键帧。通过导航工具条调整视图
状态，用动画工具条上的相机捕捉创建关键帧。
调整视图状态一次，捕捉一次关键帧。这是创建
动画最简单快捷的方法。
调整轨道和关键帧。在动画管理对话框中调
整轨道、关键帧的参数。
预览动画。使用动画控制工具条预览动画，
调整动画播放、录制参数。
输出动画。调整好动画的参数，且播放动画
几次，以确保它是正确的，并已收到了预期效
果，则可以将动画输出为视频文件，使用多媒体
播放器播放。
ArcGIS作为地理信息系统的最优秀代表之
一，其三维分析模块主要通过提供了强大的三维
管理、分析功能。其中ArcSence软件提供了丰富
的三维动画制作功能，为我们分析和解决现阶段
实际三维地理问题提供了较好的解决方案。
三维视图作为辅助工具可以用于国土管理工
作的各个方面，如地质三维分析、土地利用动态
监测、国土资源执法监察等。通过三维空间模型
可以看出整个项目的空间分布，从而为管理者提
供一个直观、形象的项目空间状况，增加了项目
直观的、逼真的可视化效果，为科学决策提供了
有力支持。
3.4制作流程
4 结语
参考文献：
[1]汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京：科学出版社,2006.
[2]孙轩，吴华意.ArcGIS的三维分析模块的分析与探讨[J]地理空间信息,2008，4.
[3]雷少刚，卞正富.常用GIS软件三维功能现状分析[D].第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集,2006.
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