地理信息系統(tǒng)-GIS
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隨著GIS應(yīng)用的深入,人們?cè)絹?lái)越多地要求從真三維空間來(lái)處理問題。在應(yīng)用要求較為強(qiáng)烈的部門如采礦、地質(zhì)、石油等領(lǐng)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(duì)自己的領(lǐng)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(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì),因此具有較強(qiáng)的局限性。這是由當(dāng)時(shí)的應(yīng)用要求、數(shù)據(jù)獲取手段及相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)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(shù)的成熟,圖形學(xué)理論、數(shù)據(jù)庫(kù)理論技術(shù)及其它相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,加上應(yīng)用需求的強(qiáng)烈推動(dòng),三維GIS的大力研究和加速發(fā)展現(xiàn)已成為可能。
當(dāng)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(lǐng)域向三維GIS系統(tǒng)擴(kuò)展,這一點(diǎn)同早期的二維GIS來(lái)源于計(jì)算機(jī)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(chǔ)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(kù)的角度出發(fā)向三維GIS發(fā)展,從商用數(shù)據(jù)庫(kù)向非標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)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(gè)新的發(fā)展方向是將三維可視化與三維空間對(duì)象管理藕合起來(lái),形成集成系統(tǒng)。
（2）三維GIS相關(guān)軟件發(fā)展概況
但是迄今為止,目前國(guó)際國(guó)內(nèi)還沒有一個(gè)成熟完整的三維GIS系統(tǒng),與三維GIS相關(guān)的系統(tǒng)大多集中在三維可視化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,醫(yī)學(xué)可視化及各種CAD軟件等,也有一些三維系統(tǒng)部分實(shí)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(guó)際國(guó)內(nèi)還沒有一個(gè)成熟完整的三維GIS系統(tǒng),與三維GIS相關(guān)的系統(tǒng)大多集中在三維可視化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,醫(yī)學(xué)可視化及各種CAD軟件等,也有一些三維系統(tǒng)部分實(shí)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。
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(lái)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
地圖標(biāo)繪指在地圖背景上標(biāo)繪各種具有空間特征的事、物的分布狀態(tài)或行動(dòng)部署。標(biāo)繪功能廣泛應(yīng)用于電力、通信和應(yīng)急等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，它可以用來(lái)表達(dá)各種信息，描述各種對(duì)象，表示各種資源，還可以渲染業(yè)務(wù)進(jìn)度和流程，以便于三維可視化分析。
1.三維地球上的標(biāo)繪
標(biāo)繪技術(shù)是三維GIS的一個(gè)重要技術(shù)手段，在幾何表達(dá)上主要分為點(diǎn)標(biāo)繪、線標(biāo)繪、面標(biāo)繪、體標(biāo)繪，常用的為點(diǎn)、線、面的形式。
01 點(diǎn)標(biāo)繪
點(diǎn)標(biāo)繪用以表示大小可以忽略不計(jì)的小面積地物或點(diǎn)狀地物，一般點(diǎn)標(biāo)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(biāo)繪
線標(biāo)繪通常采用折線法實(shí)現(xiàn)，在特定的場(chǎng)景中線標(biāo)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(dá)邊界線；另一種是從中心向兩邊擴(kuò)展為面的線，即帶狀標(biāo)繪，如用于表達(dá)道路、河流等。
03 面標(biāo)繪
面標(biāo)繪一般用于表達(dá)一個(gè)特定的區(qū)域，如受災(zāi)區(qū)域、滑坡范圍、規(guī)劃區(qū)等。
04 體標(biāo)繪
體標(biāo)繪采用簡(jiǎn)單體或?qū)嶓w模型來(lái)表示三維場(chǎng)景中的具體地物。
2.標(biāo)繪功能的應(yīng)用場(chǎng)景
標(biāo)繪功能廣泛應(yīng)用于電力、通信和應(yīng)急、地籍調(diào)查、規(guī)劃設(shè)計(jì)等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。
以下以地震場(chǎng)景應(yīng)急救援為例 ：
在地震災(zāi)害場(chǎng)景中，“標(biāo)繪”功能模塊的任務(wù)主要有三，即初步展示階段、交互分析階段和輔助決策與預(yù)演模擬階段。
在第一階段，通常利用批量點(diǎn)標(biāo)繪加實(shí)體模型和文字標(biāo)注展示災(zāi)區(qū)學(xué)校、政府機(jī)構(gòu)、醫(yī)院等的分布情況，并分析災(zāi)區(qū)居民的主要聚集地，給分析人員提供整體的初步認(rèn)識(shí)；
在第二階段，綜合使用各類標(biāo)注方法及空間表現(xiàn)手段對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)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(gè)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(biāo)繪形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)演和模擬，判斷不同方案的優(yōu)劣性并實(shí)時(shí)改進(jìn)救援方案，為救援指揮順利開展提供保障。
3.一種便捷的標(biāo)繪方法
在最新發(fā)布的EasyEarth版本中，著重優(yōu)化了點(diǎn)、線、面標(biāo)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(duì)象類型進(jìn)行貼對(duì)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(diǎn)標(biāo)繪效果
線標(biāo)繪效果
面標(biāo)繪效果
傾斜數(shù)據(jù)面標(biāo)繪
地形數(shù)據(jù)面標(biāo)繪
傳統(tǒng)模型面標(biāo)繪
以上場(chǎng)景及功能均可免費(fèi)體驗(yàn)！
重慶分公司
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