三維GIS技術是什么?

地理信息系統(tǒng)-GIS

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隨著GIS應用的深入,人們越來越多地要求從真三維空間來處理問題。在應用要求較為強烈的部門如采礦、地質(zhì)、石油等領域已率先發(fā)展專用的具有部分功能的三維GIS,如加拿大LYNX Geosystems公司的LYNX軟件,但由于它們一般是針對自己的領域開發(fā)的,沒有從理論上加以系統(tǒng)完整的研究,沒有面向通用平臺進行設計,因此具有較強的局限性。這是由當時的應用要求、數(shù)據(jù)獲取手段及相關的計算機技術發(fā)展條件決定的。

由于二維GIS數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論和技術的成熟,圖形學理論、數(shù)據(jù)庫理論技術及其它相關計算機技術的進一步發(fā)展,加上應用需求的強烈推動,三維GIS的大力研究和加速發(fā)展現(xiàn)已成為可能。

當前研究和開發(fā)三維GIS的思路可歸納為兩種:

● 由于三維GIS首先要將地理數(shù)據(jù)變?yōu)榭梢姷牡乩硇畔?因此人們一方面從三維可視化領域向三維GIS系統(tǒng)擴展,這一點同早期的二維GIS來源于計算機制圖管理一樣,是從可視化角度出發(fā)的。

● 另一方面,GIS需要存儲和管理大量的空間信息和屬性信息,因此另一部分人從數(shù)據(jù)庫的角度出發(fā)向三維GIS發(fā)展,從商用數(shù)據(jù)庫向非標準應用領域擴展,將三維空間信息的管理融入RDBMS中,或是從底層開發(fā)全新的面向空間的OODBMS, 如GODO,GeoO2,GEO++,SmallWorld GIS。一個新的發(fā)展方向是將三維可視化與三維空間對象管理藕合起來,形成集成系統(tǒng)。

（2）三維GIS相關軟件發(fā)展概況

但是迄今為止,目前國際國內(nèi)還沒有一個成熟完整的三維GIS系統(tǒng),與三維GIS相關的系統(tǒng)大多集中在三維可視化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,醫(yī)學可視化及各種CAD軟件等,也有一些三維系統(tǒng)部分實現(xiàn)三維GIS的功能,比較有名的軟件有:LYNX, IVM（Interactive Volume Modeling）, GOCAD,I/EMS,SGM等。

迄今為止,目前國際國內(nèi)還沒有一個成熟完整的三維GIS系統(tǒng),與三維GIS相關的系統(tǒng)大多集中在三維可視化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,醫(yī)學可視化及各種CAD軟件等,也有一些三維系統(tǒng)部分實現(xiàn)三維GIS的功能,比較有名的軟件有:LYNX, IVM（Interactive Volume Modeling）, GOCAD, I/EMS,SGM等。

gis三維可視化技術所使用的主要原理有

三維可視化技術與GIS工程

一、前言目前，科學可視化、計算機動畫和虛擬現(xiàn)實技術蓬勃發(fā)展，并

成為計算機圖形學領域的三大熱門研究方向，它們的核心都是三維真實感圖

形[1],也就是三維可視化技術。三維可視化技術是目前計算機技術和圖像

圖形學發(fā)展的熱點之一，它是依靠視覺效果將數(shù)據(jù)所要表達的信息直觀顯示出來的一種最好的方法。傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)對實物的空間立體感表達就比

較抽象，將三維可視化技術引入GIS領域中可以動態(tài)地、形象地、多視角地、多層次地、如實逼真地描繪地球科學中的客觀現(xiàn)象。如通常所見的地

形三維可視化、虛擬戰(zhàn)場、數(shù)字社區(qū)和虛擬城市等。本文結(jié)合在GIS中的應

用介紹三維可視化開發(fā)的基本方法。

二、三維可視化GIS關鍵技術三維可視化技術可以簡單的分解為三種技術的結(jié)合：可視化、三維和GIS。下面分析了可視化技術、虛擬現(xiàn)實、體視化技術、三維技術等關鍵技術。

1、可視化技術

可視化，也稱為科學計算可視化(VisualizationinScientific

Computer),它是指運用計算機圖形和圖像處理技術，把科學數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可視的、能幫助科學家理解的信息，并進行交互處理的理論、方法和技術。

GIS可視化技術是目前信息領

域中廣泛應用的一項技術，它通過強大的、有效的地圖系統(tǒng)將復雜的空間

和屬性數(shù)抓以地理的形式進行描述，具有界面風格人性化設計，實現(xiàn)了文本、

圖形和圖像信息相結(jié)合的定位、查詢、檢索模式信息表達形象化、自觀化操作簡單便利等特點［2］。

2、虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)技術是一個由圖像技術、傳感

器技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術以及人機對話技術相結(jié)合的產(chǎn)物。它以計算

機技術為基礎，利用高性能、高度集成的計算機硬、軟件及各類先進的傳感

器，去創(chuàng)造一個使參與者處于一個三維視覺、聽覺和觸覺的環(huán)境，具有完善

的交互作用能力、能幫助和啟發(fā)進入虛擬境界的參與者的構(gòu)思的

什么是GIS技術？

GIS是英文Geographic Information Systems的縮寫，中文習慣譯為地理信息系統(tǒng)。通常泛指用于獲取、存儲、查詢、綜合、處理、分析和顯示地理空間數(shù)據(jù)及與其相關之信息的計算機系統(tǒng)。它是隨著計算機技術和地理科學等的發(fā)展而發(fā)展起來的，它通過計算機對各種地理空間數(shù)據(jù)進行組織、管理、統(tǒng)計、分析和顯示，生成并輸出用戶所需要的各種地理信息，它由計算機、地理信息系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)庫、分析應用模型和圖形用戶界面及系統(tǒng)管理人員所組成。

自從20世紀60年代初GIS概念在加拿大提出以來，隨著多學科、多技術的發(fā)展和密切結(jié)合，尤其是計算機技術和空間分析理論的飛速發(fā)展，GIS的含義和應用在不斷擴大，GIS技術在最近20多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，并廣泛地應用于各個領域。例如，土地信息系統(tǒng)可看成是GIS技術在土地管理的具體應用，因此，GIS技術是土地信息系統(tǒng)建設最為關鍵的技術之一。

目前，GIS技術的幾個發(fā)展主要表現(xiàn)在：

（1）三維GIS和時態(tài)GIS的發(fā)展已取得了一定進展。

（2)GIS和GPS、RS三者結(jié)合的技術日益成熟。

（3）空間數(shù)據(jù)的存儲管理技術發(fā)展迅速。

隨著對象—關系數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展，將空間數(shù)據(jù)無縫集成在DBMS中已成為現(xiàn)實。關系數(shù)據(jù)庫（RDBMS）和GIS的結(jié)合，利用RDBMS存儲GIS數(shù)據(jù)，并通過RDBMS存取和操縱這些數(shù)據(jù)。新的RDBMS（如ORACLE產(chǎn)品）支持新的對象—關系模型，從而可以更好地支持空間數(shù)據(jù)類型（4）組件GIS技術。地理信息系統(tǒng)的組件化，就是采用組件（Component）技術實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)基礎平臺和應用系統(tǒng)。其本質(zhì)就是軟件可復用技術。COM GIS就是采用了面向?qū)ο蠹夹g和組件軟件技術的GIS系統(tǒng)，其基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個組件，每個組件完成不同的功能。各個GIS組件之間以及GIS組件與非GIS組件之間，都可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS基礎平臺及應用系統(tǒng)。組件式GIS代表著當今GIS發(fā)展的潮流。

（5)Web GIS技術。Web GIS是在INTERNET信息發(fā)布、數(shù)據(jù)共享、交流協(xié)作基礎之上實現(xiàn)GIS的在線查詢和業(yè)務處理等功能，是Internet技術應用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。互聯(lián)網(wǎng)（Internet），尤其是萬維網(wǎng)（WWW），已經(jīng)成為GIS的新的操作平臺。GIS通過WWW功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具，從WWW的任意一個節(jié)點，Internet用戶可以瀏覽Web GIS站點中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖，以及進行各種空間檢索和空間分析，從而使GIS進入千家萬戶。

三維GIS平臺標繪新玩法，再不了解你就out了！

地圖標繪指在地圖背景上標繪各種具有空間特征的事、物的分布狀態(tài)或行動部署。標繪功能廣泛應用于電力、通信和應急等多個行業(yè)和領域，它可以用來表達各種信息，描述各種對象，表示各種資源，還可以渲染業(yè)務進度和流程，以便于三維可視化分析。

1.三維地球上的標繪

標繪技術是三維GIS的一個重要技術手段，在幾何表達上主要分為點標繪、線標繪、面標繪、體標繪，常用的為點、線、面的形式。

01 點標繪

點標繪用以表示大小可以忽略不計的小面積地物或點狀地物，一般點標繪只有位置信息和屬性信息，分別表征其定位含義和屬性含義。

02 線標繪

線標繪通常采用折線法實現(xiàn)，在特定的場景中線標繪有兩種表現(xiàn)形式：一種是沒有寬度的線即單線，用于表達邊界線；另一種是從中心向兩邊擴展為面的線，即帶狀標繪，如用于表達道路、河流等。

03 面標繪

面標繪一般用于表達一個特定的區(qū)域，如受災區(qū)域、滑坡范圍、規(guī)劃區(qū)等。

04 體標繪

體標繪采用簡單體或?qū)嶓w模型來表示三維場景中的具體地物。

2.標繪功能的應用場景

標繪功能廣泛應用于電力、通信和應急、地籍調(diào)查、規(guī)劃設計等多個行業(yè)和領域。

以下以地震場景應急救援為例 ：

在地震災害場景中，“標繪”功能模塊的任務主要有三，即初步展示階段、交互分析階段和輔助決策與預演模擬階段。

在第一階段，通常利用批量點標繪加實體模型和文字標注展示災區(qū)學校、政府機構(gòu)、醫(yī)院等的分布情況，并分析災區(qū)居民的主要聚集地，給分析人員提供整體的初步認識；

在第二階段，綜合使用各類標注方法及空間表現(xiàn)手段對災區(qū)進一步分析，為救援方案的制定提供輔助信息；

在第三階段，分析人員借助前兩個階段的綜合展示與分析成果，制定初步的備選救援方案，并以標繪形式進行動態(tài)預演和模擬，判斷不同方案的優(yōu)劣性并實時改進救援方案，為救援指揮順利開展提供保障。

3.一種便捷的標繪方法

在最新發(fā)布的EasyEarth版本中，著重優(yōu)化了點、線、面標繪功能的顯示問題。 可以做到根據(jù)用戶在三維球上捕捉的對象類型進行貼對象顯示，影像、地形、傾斜、傳統(tǒng)模型等數(shù)據(jù)均可做到完美貼合。

點標繪效果

線標繪效果

面標繪效果

傾斜數(shù)據(jù)面標繪

地形數(shù)據(jù)面標繪

傳統(tǒng)模型面標繪

以上場景及功能均可免費體驗！

網(wǎng)頁名稱：福建三維化gis技術 福建三維設計
網(wǎng)站鏈接：http://www.chinadenli.net/article36/ddohpsg.html

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