如何发布场景图层

三维能力是ArcGIS平台最重要的能力之一，自ArcGIS 10.3.1版本后三维能力已完整的贯穿整个平台。在服务器端，可以通过CityEngine、Drone2Map、ArcGIS Pro等创建三维模型，并将创建的三维模型作为场景图层共享至门户中。在客户端，用户可以通过多种终端访问场景图层，包括使用桌面端应用（如Esri提供的ArcGIS Pro、ArcGIS Earth以及用户基于ArcGIS Runtime SDKs定制的桌面端应用）、Web端应用（如Portal for ArcGIS内置的Scene Viewer、基于Web Appbuilder或JavaScript API 4.x定制的Web端应用）和移动端应用（如基于ArcGIS Runtime SDKs定制的Andriod、IOS应用）。

这篇文章就来介绍一下如何发布场景图层。场景图层在存储和显示上采用了Esri新推出的I3S标准，该标准支持Lod、地理索引、采用流模式加载，极大地提高了三维数据在桌面、Web、移动设备上的显示效率。目前I3S标准描述的场景图层有四种类型，分别是3D模型（3D Object Layer）、点（Point Layer）、集成网格（Integrated Mesh Layer）、点云（PointCloud Layer）。未来I3S标准有计划支持线和面类型的场景图层。根据图层类型不同，发布过程稍有区别。

1. 3D Object Layer

3D Object Layer是各种3D模型的集合。Esri原生的3D格式是多面体（Multipatch）。多面体是一种3D几何，是要素类中的一种，可用来表示从简单对象（如球体和立方体）到复杂对象（如等值面和建筑物）的任何事物。

图1 3D Object Layer

Esri支持将多面体图层作为场景图层共享至门户中。如果数据的几何类型不是多面体，那么首先需要使用地理处理工具将现有 3D 模型导入到 ArcGIS 中转换为多面体要素。之后就可以在ArcGIS Pro 中将多面体图层共享为场景图层，或者先利用多面体图层创建场景图层包，然后将场景图层包共享为场景图层。

1.1 将现有 3D 模型导入到多面体要素类中

在ArcGIS Pro提供的工具箱中，有多种地理处理工具可将3D模型导入到多面体要素类中，譬如3D 图层转要素类，导入 3D 文件和数据互操作扩展。这些工具适用于不同的情况：

工具1：3D 图层转要素类

3D 图层转要素类工具可以将具有 3D 属性的要素图层导出为 3D 多面体要素。输入的要素图层可以是3D 符号的点要素类、拉伸后的线要素类和面要素类（面要素类可以是拉伸后的面要素类，也可以是不进行拉伸的面要素类。如果不进行拉伸，即面图层不具备任何3D显示属性，则该图层将被导出为与该面类似的多面体）。

图2 ArcGIS Pro中的3D图层转要素类工具

下面以拉伸的面要素类为例，示范3D图层转要素类工具的使用。首先在ArcGIS Pro中添加面要素类，并将图层拖拽至3D图层类别中；然后在APPEARANCE选项卡中，根据某一属性字段对要素进行拉伸；最后利用3D图层转要素类工具将拉伸后的面要素类导出为多面体要素类（参见下图）。

图3 3D图层转要素类示例

工具2：导入 3D 文件

导入 3D 文件工具支持导入主流的三维模型格式，包括：3D Studio Max (*.3ds)、SketchUp (*.skp)、VRML 和 GeoVRML (*.wrl)、OpenFlight (*.flt) 以及 COLLADA (*.dae)。

在工具的参数中，Input Files即可以输入支持导入的模型文件，也可以是文件夹；输出位置请务必放在File Geodatabase里，否则没有纹理。

图4 ArcGIS Pro中的导入3D文件工具

工具3：数据互操作扩展模块

数据互操作扩展模块支持通用模型obj、X格式模型的导入。数据互操作扩展模块是使用 Safe Software 的 FME 技术在地理处理框架中运行的集成空间 ETL（提取、转换和加载）工具集，可在不同数据模型和不同文件格式之间变换数据。该模块需要单独安装（针对ArcMap和ArcGIS Pro分别有对应的安装介质）和Data Interoperability 许可。

安装和授权数据互操作扩展模块后就可以进行3D模型的导入了。在ArcGIS Pro中，要通过创建 Spatial ETL tool，将3D模型导入到多面体要素类中。在ArcGIS Map中，可以使用系统工具箱数据互操作工具箱里面的快速导入工具（如下图），也可以通过创建 Spatial ETL tool进行转换。

图5 ArcMap工具箱中快速导入工具

1.2 共享Web 场景图层

在获得多面体要素类之后，就可以通过ArcGIS Pro 直接将多面体图层共享为 Web 场景图层，或者先利用多面体图层创建场景图层包，然后将场景图层包作为场景图层发布至门户中。

方法一：直接共享场景图层

步骤如下：

i. 在ArcGIS Pro中打开 3D 场景；

ii. 在内容窗格的 3D 图层类别中选择一个或多个多面体图层。右键单击，然后单击共享为 Web 图层；

iii. 在随即显示的共享 Web 图层窗格中填写信息。其中，在通用选项卡中，填写 web 图层的名称，完成摘要和标签字段，指定如何共享Web图层；在配置选项卡中，为场景图层关联的要素图层（在共享 web 场景图层时，还将发布关联的 web 要素图层）勾选要启用的操作，为场景图层勾选需要的属性字段，选中的属性字段将包含在缓存中；在内容选项卡中可以查看要创建的新 web 图层及其所有组成部分；

iv. 单击分析来检查错误或故障。如没有错误，则单击发布，即可将多面体要素类共享为场景图层。

图6 在ArcGIS Pro中共享场景图层

方法二：通过场景图层包共享场景图层

步骤如下：

i. 使用创建场景图层包工具创建场景图层包；

图7 在ArcGIS Pro中创建场景图层包

ii. 将场景图层包上传到 ArcGIS Online 或 Portal for ArcGIS中；

如果场景图层包的大小小于 1 GB，可以通过 ArcGIS Online 或 Portal for ArcGIS 进行上传。如果大于 1 GB，则可通过ArcGIS Pro中的共享包来添加到门户内容中。

a. 通过门户上传

b. 在ArcGIS Pro中通过共享包工具上传
图8 上传场景图层包

iii. 将场景图层包作为场景图层发布；

如果在上一步骤中是在浏览器中通过ArcGIS Online 或 Portal for ArcGIS 进行的，并且在上传过程勾选了“publish this file as a hosted layer”，那么这个步骤无需进行。否则需要登陆ArcGIS Online 或 Portal for ArcGIS，打开此项目的详细页面，将其发布为场景图层。

图9 在门户中发布场景图层包

2. Point Layer

Point Layer 用来表示点要素类。

图10 Point Layer

自Portal for ArcGIS 10.4 起，点图层和多面体图层一样，可以作为场景图层共享。操作步骤参见1.2节，可以直接共享Web场景图层（如下图所示）或者通过创建场景图层包并共享为场景图层。

图11 在ArcGIS Pro中共享场景图层

3. Integrated Mesh Layer

Integrated Mesh Layer是用来表示带纹理的三角网格模型数据。这个图层的数据大多来自无人机，飞机，或者卫星影像重建的倾斜摄影数据。

图12 Integrated Mesh Layer

Integrated Mesh Layer的创建和共享，一般要通过Drone2Map for ArcGIS或者第三方软件Smart 3D（4.2及以上）完成。Drone2Map可根据影像生成三维倾斜摄影模型、场景图层包（见下图），并支持直接发布场景图层到ArcGIS Online 或 Portal for ArcGIS中（Drone2Map的使用可参考http://zhihu.esrichina.com.cn/article/3010 或帮助文档http://www.esri.com/products/drone2map）。Smart 3D可根据影像生成场景图层包，之后可由ArcGIS Pro或者Drone2Map上传至ArcGIS Online 或 Portal for ArcGIS中，并作为场景图层发布。

图13 Drone2Map中三维成果输出设置

如果用户拿到的数据是倾斜摄影测量建模成果osgb格式的数据，那么需要利用数据互操作扩展工具将osgb格式的数据转换为多面体要素类，然后才可以共享为场景图层（参考1.1节和1.2节）。

4. PointCloud Layer

PointCloud Layer用来表示激光雷达数据集。这个图层的数据是通过传感器或者摄影测量获得。

图14 PointCloud Layer

PointCloud Layer的创建和共享，和Integrated Mesh Layer一样，可以通过Drone2Map for ArcGIS完成。如果已经获取到点云数据（文件后缀是.las），那么通过ArcGIS Pro中的创建场景图层包工具，根据点云图层创生成场景图层包（如下图所示），继而将场景图层包上传至 ArcGIS Online 或 Portal for ArcGIS中，并作为场景图层发布。