什么是虛擬現(xiàn)實(shí)？它在GIS可視化中的意義及發(fā)展前景如何

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（簡(jiǎn)稱VR），又稱靈境技術(shù)，是以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。它綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢(shì)等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間，具有廣闊的應(yīng)用前景。什么是虛擬現(xiàn)實(shí)？它在GIS可視化中的意義及發(fā)展前景如何

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淺談GIS在測(cè)繪工程中的運(yùn)用？

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)空間的了解越來越深入，與現(xiàn)代空間信息處理技術(shù)相關(guān)聯(lián)的GIS不斷得到改進(jìn)和完善。目前，GPS、RS以及因特網(wǎng)技術(shù)都被廣泛運(yùn)用于地理信息系統(tǒng)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，GIS的出現(xiàn)與不斷發(fā)展對(duì)于測(cè)繪工程而言意義重大，在節(jié)約成本的同時(shí)提高了測(cè)繪的準(zhǔn)確度。

1數(shù)據(jù)采集

GIS的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與傳統(tǒng)方式存在許多不同。它不再需要對(duì)測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，利用新技術(shù)對(duì)于目標(biāo)的地理信息進(jìn)行采集，在計(jì)算機(jī)內(nèi)建立一個(gè)關(guān)于地貌與地表物體信息的模型數(shù)據(jù)庫(kù)，在將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分類管理。通過這樣的手段，有兩點(diǎn)主要好處：（1）降低了對(duì)于人工的依賴，通過計(jì)算機(jī)可以更加高效的完成任務(wù)；（2）較少了外部因素的干擾，提高了測(cè)繪的精確性。但是GIS并不是獨(dú)立運(yùn)作的，它需要GPS系統(tǒng)進(jìn)行定位配合，將衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)傳輸回系統(tǒng)內(nèi)部，進(jìn)行科學(xué)處理。并且在GIS平臺(tái)中，各個(gè)平臺(tái)之間不但自配產(chǎn)設(shè)備，且各個(gè)平臺(tái)傳感設(shè)備之間的數(shù)據(jù)可以互通，并且是一致的處理平臺(tái)上進(jìn)行處理，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的優(yōu)越性。

2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理

GIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理屬于預(yù)處理數(shù)據(jù)，處理方法是借助數(shù)據(jù)處理軟件。GIS的軟件可以識(shí)別各種類型的數(shù)字之間的聯(lián)系，并實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體的連接。GIS數(shù)據(jù)處理較為復(fù)雜，而最重要的是要確保數(shù)據(jù)拓?fù)湔_，在此基礎(chǔ)上才可以進(jìn)一步完成對(duì)其他向量數(shù)據(jù)與類向量數(shù)據(jù)的分析。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化中，測(cè)繪出現(xiàn)的交叉點(diǎn)會(huì)存在較小的錯(cuò)位現(xiàn)象，準(zhǔn)確性難以保證。此外在測(cè)繪地圖上如果出現(xiàn)污點(diǎn)，其測(cè)繪結(jié)果的誤差性就更大了。而對(duì)于這種情況，GIS可以較好處理，這是基于其的污點(diǎn)自動(dòng)處理功能，會(huì)自動(dòng)排除干擾因素的影響。在最終由GIS將地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為空間模型，在有技術(shù)人員進(jìn)行分析模擬。

3數(shù)據(jù)精細(xì)測(cè)量

在進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，GIS使用電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)測(cè)繪，技術(shù)人員只需要對(duì)測(cè)繪系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置合理，讀數(shù)與操作誤差可以大致消除。對(duì)于測(cè)繪精度，主要依賴于衛(wèi)星定位技術(shù)精度，而目前已經(jīng)達(dá)到較高水平，對(duì)目前的精度要求可以忽略。并且，通過在測(cè)繪點(diǎn)之間設(shè)置回路，操作人員設(shè)置檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)比分析，在各個(gè)測(cè)試點(diǎn)回饋的差異數(shù)據(jù)中進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)，這使得GIS在現(xiàn)代測(cè)繪中得到廣泛運(yùn)用，測(cè)繪成果有很強(qiáng)的可信度。

4空間系統(tǒng)分析

GIS系統(tǒng)最為核心的功能是對(duì)于空間三維物體的分析。由于環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，以及涵蓋多種知識(shí)、多種學(xué)科，它具有很強(qiáng)的技術(shù)性，需要專業(yè)的操作。其中，需要考慮的學(xué)科知識(shí)有工程的經(jīng)濟(jì)性、物理力學(xué)性能考量以及最關(guān)鍵的地理學(xué)知識(shí)?？臻g分析是在遠(yuǎn)程測(cè)繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)整合，建立合理完善的空間模型。建立地理信息系統(tǒng)的模型比較復(fù)雜，但由于其操作簡(jiǎn)單，智能化，得到了廣泛的認(rèn)可，GIS在工程中的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，為工程測(cè)繪打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5立體式輸出

GIS的一大優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在立體式輸出，這就解決了傳統(tǒng)測(cè)繪工具在對(duì)于測(cè)繪工作后期的數(shù)據(jù)處理的巨大工程上。首先GIS有性能良好的內(nèi)置軟件，可以繪制較為精準(zhǔn)的前期圖紙，而這一步在傳統(tǒng)的繪制工程中往往耗時(shí)巨大，并且由于數(shù)據(jù)對(duì)比復(fù)核的問題，時(shí)間消耗還會(huì)成倍增加。并且，利用GIS還可以外接一些功能強(qiáng)大的繪制軟件，便捷高效的繪制高質(zhì)量的精準(zhǔn)圖紙。除了輸出較為直觀精確的三維地理信息圖樣之外，還可以利用一些其他外接軟件，將輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行更進(jìn)一步的處理，在測(cè)繪圖外還可以生成詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，對(duì)于測(cè)繪工作的后期復(fù)核分析帶來較大的便利。

6虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)急應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在3D繪制方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行更進(jìn)一步提高的新型測(cè)繪技術(shù)，在原有直觀視覺模擬的基礎(chǔ)上，還加入了對(duì)于其他感官體驗(yàn)的模擬，如觸覺、聽覺等，將測(cè)繪點(diǎn)的事物狀態(tài)直接傳輸?shù)竭h(yuǎn)程處理平臺(tái)。這樣數(shù)據(jù)模擬的形式為許多領(lǐng)域的發(fā)展帶來了新的方向，通過身臨其境的感官體驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程方案的規(guī)劃，例如對(duì)于一些自然災(zāi)害的救援計(jì)劃設(shè)置，在以往只能依靠地形圖、災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行方案制定時(shí)，難免出現(xiàn)一些未曾考慮的突發(fā)狀況，但是通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以更加高效的為人群規(guī)劃逃生路線，實(shí)時(shí)觀察災(zāi)害的變化情況，這對(duì)于未來的搶險(xiǎn)救災(zāi)有著極為重要的意義。此外虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)急技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合還可以應(yīng)用于災(zāi)害模擬、科教等等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更多實(shí)用的功能，比如通過集成室內(nèi)定位系統(tǒng)以及GPS，在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中將救援人員的定位信息顯示出來，以便制定救援方案指揮救援；同時(shí)通過物聯(lián)網(wǎng)中的視頻監(jiān)控，查看實(shí)時(shí)視頻信息，以深入了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

7測(cè)繪應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)

測(cè)繪應(yīng)急數(shù)據(jù)，在得到原始數(shù)據(jù)后，可以通過一系列加工處理軟件，在緊急情況下得出較為準(zhǔn)確的三維測(cè)繪圖像。在這一技術(shù)中，遙感影像一體化測(cè)圖系統(tǒng)以攝影測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)，從序列影像中，確定物體的大小、形狀、位置信息，從而加快對(duì)DEM/DOM、全景圖、三維模型、點(diǎn)云等的處理；應(yīng)急快速制圖系統(tǒng)在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)成果的基礎(chǔ)上，并聯(lián)合測(cè)繪應(yīng)急過程所獲的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而加速對(duì)關(guān)鍵地物的數(shù)據(jù)提取，最后通過符號(hào)化、地圖整飾以及注記得到應(yīng)急圖件。

8結(jié)語

地理信息技術(shù)作為一種新型自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)憑借其強(qiáng)大的信息收集以及處理的能力不但滿足了測(cè)繪的需求，還提高了測(cè)量的精準(zhǔn)度。由于該系統(tǒng)強(qiáng)大的功能，在測(cè)繪工程中已被廣泛的運(yùn)用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，GIS在測(cè)繪工程上的運(yùn)用勢(shì)必會(huì)越來越廣泛。

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gis三維可視化技術(shù)所使用的主要原理有

三維可視化技術(shù)與GIS工程

一、前言目前，科學(xué)可視化、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)蓬勃發(fā)展，并

成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的三大熱門研究方向，它們的核心都是三維真實(shí)感圖

形[1],也就是三維可視化技術(shù)。三維可視化技術(shù)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像

圖形學(xué)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，它是依靠視覺效果將數(shù)據(jù)所要表達(dá)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(duì)實(shí)物的空間立體感表達(dá)就比

較抽象，將三維可視化技術(shù)引入GIS領(lǐng)域中可以動(dòng)態(tài)地、形象地、多視角地、多層次地、如實(shí)逼真地描繪地球科學(xué)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(chǎng)、數(shù)字社區(qū)和虛擬城市等。本文結(jié)合在GIS中的應(yīng)

用介紹三維可視化開發(fā)的基本方法。

二、三維可視化GIS關(guān)鍵技術(shù)三維可視化技術(shù)可以簡(jiǎn)單的分解為三種技術(shù)的結(jié)合：可視化、三維和GIS。下面分析了可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、體視化技術(shù)、三維技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

1、可視化技術(shù)

可視化，也稱為科學(xué)計(jì)算可視化(VisualizationinScientific

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

GIS可視化技術(shù)是目前信息領(lǐng)

域中廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，它通過強(qiáng)大的、有效的地圖系統(tǒng)將復(fù)雜的空間

和屬性數(shù)抓以地理的形式進(jìn)行描述，具有界面風(fēng)格人性化設(shè)計(jì)，實(shí)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(dá)形象化、自觀化操作簡(jiǎn)單便利等特點(diǎn)［2］。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)技術(shù)是一個(gè)由圖像技術(shù)、傳感

器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人機(jī)對(duì)話技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它以計(jì)算

機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用高性能、高度集成的計(jì)算機(jī)硬、軟件及各類先進(jìn)的傳感

器，去創(chuàng)造一個(gè)使參與者處于一個(gè)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(jìn)入虛擬境界的參與者的構(gòu)思的

什么是虛擬現(xiàn)實(shí),它在gis可視化的意義及發(fā)展前景如何

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)受到了越來越多人的認(rèn)可，用戶可以在虛擬現(xiàn)實(shí)世界體驗(yàn)到最真實(shí)的感受，其模擬環(huán)境的真實(shí)性與現(xiàn)實(shí)世界難辨真假，讓人有種身臨其境的感覺；同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)具有一切人類所擁有的感知功能，比如聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統(tǒng)；最后，它具有超強(qiáng)的仿真系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互，使人在操作過程中，可以隨意操作并且得到環(huán)境最真實(shí)的反饋。正是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了許多人的喜愛