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

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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據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、數字社區(qū)和虛擬城市等。本文結合在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，把科學數據轉換成可視的、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、網絡技術以及人機對話技術相結合的產物。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思的

三維GIS技術是什么?

隨著三維GIS技術的應用愈加普及，在智慧城市經濟發(fā)展，市場監(jiān)管，社會治理，公共服務，環(huán)境保護等行業(yè)領域利用三維可視化技術GIS+BIM模型優(yōu)越的可視化3D空間展現(xiàn)能力，以三維模型為載體，將各種零碎、分散、割裂的信息數據，以及建筑運維階段所需的各種機電設備、物業(yè)管理、安全管理參數進行一體化整合的同時，進一步引入建筑的日常設備運維管理功能，形成基于BIM的建筑空間與設備運維、安全監(jiān)控、品質管理的能力。

廣州千越飛鴻科技有限公司 結合實際運維管理的需求，基于GIS+BIM大數據的智能化建筑運維管理系統(tǒng)應運而生。智能化建筑管理平臺借助于3DGIS、BIM、物聯(lián)網等信息技術，將智能化、機電、安全、品質、資產、物業(yè)管理、節(jié)能管理、對外展示等多角度的系統(tǒng)與建筑三維模型及管理需求進行一體化整合。最終建設目標通過對各系統(tǒng)的集成統(tǒng)一，建立建筑主題數據庫，為智慧園區(qū)提供可靠的設備運維分析、安全管理監(jiān)控、品質運管理、資產信息化管理、物業(yè)管理服務、節(jié)能管理、信息化決策等一系列專業(yè)性服務。

個人筆記|三維GIS開發(fā)-cesium坐標系統(tǒng)

常用來描述屏幕坐標系，比如鼠標在電腦屏幕上的點擊位置，返回的就是Cartesian2.具體的是鼠標點擊位置距離canvas左上角的像素值。屏幕左上角為原點(0, 0)，水平方向為X軸，向右為正，垂直方向為Y軸，向下為正。

常用方法：

笛卡爾空間坐標的原點就是橢球的中心，我們在計算機上進行繪圖時，不方便使用經緯度直接進行繪圖，一般會將坐標系轉換為笛卡爾坐標系，使用計算機圖形學中的知識進行繪圖。

new Cesium.Cartesian3(x, y, z)

返回3D笛卡爾點

類型是Number哦！

類型是Number哦！

類型是Number哦！

WGS84坐標系(World Geodetic System 1984)是為GPS全球定位系統(tǒng)使用而建立的坐標系統(tǒng)，坐標原點為地球質心，其地心空間直角坐標系的Z軸指向BIH （國際時間服務機構）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點，Y軸與Z軸、X軸垂直構成右手坐標系。我們平常手機上的指南針顯示的經緯度就是這個坐標系下當前的坐標，經度范圍[-180，180],緯度范圍[-90，90]。

BUT!

BUUUUUT!!!

Cesium目前支持兩種坐標系WGS84和WebMercator，但是沒有實際的對象來描述WGS84坐標，都是 以弧度的方式，即Cartographic類來運用的

new Cesium.Cartographic ( longitude , latitude , height )

由經度，緯度和高度定義的位置。

單位是弧度哦！

單位是弧度哦！

單位是弧度哦！

只寫一下自己用得多的

以后要是有用到新的再說

簡記版本：弧度就是幾分之 ，角度就是多少多少度， Math.xxx(x)里的x通常需要是弧度?。?！

角轉弧： Cesium.CesiumMath.toRadians(degrees)

弧轉角： Cesium.CesiumMath.toDegrees(radians)

通常是對獲取的坐標進行計算的時候用，比如同文件夾下的測距測面里，測距測面都是首先要把cartesian3形式的坐標轉換成Cartographic形式拿到經緯高度，然后才好計算

Cesium.Cartographic.fromCartesian(position)

通常是算好一個需要的點以后要添加實體的時候用，比如測距的時候添加線段中點

Cesium.Ellipsoid.WGS84.cartographicToCartesian(cartographicPosition)

思路：先從笛卡爾坐標轉到弧度坐標，再從弧轉角

什么是三維GIS？有什么作用？

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System或 Geo－Information system）有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。

三維是將采集以及經運算分析后對數據的表現(xiàn)、展示。三維數據相對二維數據更能表現(xiàn)出客觀實際。

三維GIS與二維GIS一樣，需要具備最基本的空間數據處理功能，如數據獲取、數據組織、數據操縱、數據分析和數據表現(xiàn)等。相比于二維GIS，三維GIS具有以下優(yōu)勢。

空間信息的展示更為直觀。從人們懂得通過空間信息來認識和改造世界開始，空間信息主要是以圖形化的形式存在的。然而，用二維的圖形界面展示空間信息是非常抽象的，只有專業(yè)的人士才懂得使用。相比二維GIS，三維GIS為空間信息的展示提供了更豐富、逼真的平臺，使人們將抽象難懂的空間信息可視化和直觀化，人們結合自己相關的經驗就可以理解，從而做出準確而快速的判斷。毫無疑問，三維GIS在可視化方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。雖然三維GIS的動態(tài)交互可視化功能對計算機圖形技術和計算機硬件也提出了特殊的要求，但是一些先進的圖形卡、工作站以及帶觸摸功能的投影設備的陸續(xù)問世，不僅完全可以滿足三維GIS對可視化的要求，還可以帶來意想不到的展示和體驗效果。

多維度空間分析功能更加強大?？臻g信息的分析過程，往往是復雜、動態(tài)和抽象的，在數量繁多、關系復雜的空間信息面前，二維GIS的空間分析功能常具有一定的局限性，如淹沒分析、地質分析、日照分析、空間擴散分析、通視性分析等高級空間分析功能，二維GIS是無法實現(xiàn)的。由于三維數據本身可以降維到二維，因此三維GIS自然也能包容二維GIS的空間分析功能。三維GIS強大的多維度空間分析功能，不僅是GIS空間分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分體現(xiàn)了GIS的特點和優(yōu)越性。