三維GIS的研究現(xiàn)狀課件

1、三維GIS的研究現(xiàn)狀LOGO內(nèi)容提要三維GIS概述三維GIS軟件平臺介紹三維應用研究現(xiàn)狀和問題參考文獻第二部分第四部分第一部分第三部分三維GIS概述： 20世紀90年代后，由于三維可視化與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的迅猛發(fā)展使得建立三維GIS成為可能，而“數(shù)字地球”對建立三維GIS也提出了更為迫切的要求。三維GIS不僅能表達空間對象間的平面關(guān)系和垂向關(guān)系，而且能對其進行三維空間分析和操作，向用戶立體展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，給人以更真實的感受。三維GIS成為構(gòu)建數(shù)字地球、數(shù)字國家、數(shù)字區(qū)域或數(shù)字城市的關(guān)鍵技術(shù)，并且隨著Google Earth的廣泛認知，三維地理信息技術(shù)已經(jīng)逐步走向了大眾。第二部分第四部分第一部分第

2、三部分三維GIS概述：概念： 三維地理信息系統(tǒng)（3DGIS）是指能對區(qū)域空間內(nèi)的對象進行三維描述、分析的GIS系統(tǒng)。特點： 與二維GIS相比，三維GIS對客觀世界的表達能給人以更真實的感受。它以立體的造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間想象，不僅能夠表達空間對象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達它們之間的垂向關(guān)系；另外對空間對象進行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。而與CAD及各種科學計算可視化軟件相比，它具有獨特的管理復雜空間對象能力及空間分析的能力。三維GIS軟件平臺介紹：第二部分第一部分第四部分第三部分 三維GIS應用的推廣也促進了三維GIS軟件的發(fā)展。國外三維GIS起步較快，產(chǎn)品也趨于成熟

3、，而以EV-Globe為代表的國產(chǎn)三維軟件在這個舞臺上也同樣表現(xiàn)卓越，也印證了三維GIS已經(jīng)離人們越來越近的事實。 就目前市場上主流的三維GIS平臺而言，國外的主要有Google公司的Google Earth軟件、Skyline公司的Skyline軟件、NASA阿莫斯研究中心研發(fā)的WorldWind軟件等；國內(nèi)的主要有北京國遙新天地信息技術(shù)有限公司開發(fā)的EV-Globe軟件、武漢吉奧公司推出的GeoGlobe軟件。三維GIS軟件平臺介紹：第二部分第一部分第四部分第三部分Skyline:Skylineglobe企業(yè)解決方案包括了Skyline整套軟件工具，給客戶提供一站式服務，并開放了所有的AP

4、I，不論是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中還是單機應用，讓用戶能夠根據(jù)自己的需求定制服務，建立個性化的三維地理信息系統(tǒng)。三維GIS軟件平臺介紹：第二部分第一部分第四部分第三部分EV-GlobeEV-Globe自推出以來，就廣泛應用于安全監(jiān)督和管理、指揮調(diào)度、資源開發(fā)整合、資源綜合應用、環(huán)境保護檢查等領(lǐng)域。實踐證明，EV-Globe在海量數(shù)據(jù)瀏覽效率、矢量數(shù)據(jù)的查詢、三維分析功能、安全性等方面相比國內(nèi)其他同類產(chǎn)品有著較為明顯的優(yōu)勢。三維GIS應用研究現(xiàn)狀：第一部分第四部分 三維GIS研究主要集中基于三維可視化技術(shù)的GIS功能開發(fā)，在資源、環(huán)境、海洋、地質(zhì)，特別是城市規(guī)劃方面有很多的應用。日本京都大學綜合了、虛擬現(xiàn)實

5、和社會科學等，歷時三年完成了“Digital City Kyoto”項目，建立了一個集屬性信息顯示，虛擬城市顯示，用戶實時漫游為一體的數(shù)字京都（見下圖）。James D 等開發(fā)了基于ESRI公司的ArcScene 3D平臺的軟件包BoreIS用于對地下鉆孔數(shù)據(jù)的管理、三維可視化、查詢和分析。Stephen Brooks，Jacqueline L基于OpenGL開發(fā)了實現(xiàn)二維三維數(shù)據(jù)在同一窗口中混合顯示并進行GIS分析的2D/3D混合地理信息系統(tǒng)。此外，還有眾多基于Web平臺的三維GIS應用，如用于基于C/S結(jié)構(gòu)的3D Terrafly，GeoVR，基于全球的三維視景Terra Vision，可

6、實時更新三維數(shù)據(jù)和紋理映射的GeoZui3D和支持多分辨率的地形數(shù)據(jù)和三維動態(tài)模型顯示的VGIS。 第二部分第三部分三維GIS應用研究現(xiàn)狀：第一部分第四部分Digital City Kyoto（數(shù)字京都）第二部分第三部分三維應用研究現(xiàn)狀：第一部分第四部分近年來，國內(nèi)在三維GIS系統(tǒng)開發(fā)方面的研究也逐步開展起來。 朱英浩（1998）在Visual C+及圖形庫OpenGL平臺上，通過與GIS軟件（MapInfo）集成的方式，開發(fā)了城市景觀三維可視化系統(tǒng)（VCM&V），能夠?qū)崿F(xiàn)對MapInfo格式二維數(shù)據(jù)的GIS分析功能和基于VirtuoZo得到的數(shù)字航空測量數(shù)據(jù)的三維模型的三維查詢漫游功能。 楊

7、必勝、李清泉等（2000）提出了一種分層組合模型方法構(gòu)造建筑物模型，以及在此模型基礎(chǔ)上的動態(tài)顯示、空間分析和交互操作等功能，并在VC+和OpenGL平臺上開發(fā)了一個應用系統(tǒng)（3D Tool）對三維城市模型中的地形和建筑物進行整體三維動態(tài)顯示和操作。 上述系統(tǒng)都是基于底層開發(fā)的，這種方式軟件效率較高，同時具有跨平臺的特性。但是缺點在于代碼量較大而且只能針對開放的數(shù)據(jù)格式。第二部分第三部分三維GIS應用研究現(xiàn)狀：第一部分第四部分胡英杰、吳健平（2010）提出了基于Skyline和ExtJSP的企業(yè)級三維GIS設(shè)計方案。該方案在Skyline軟件已有的三維GIS功能基礎(chǔ)上，利用ExtJS開發(fā)地理數(shù)據(jù)

8、和空間服務共享模型。在此技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)了上海市綠化林業(yè)三維GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)了綠化林業(yè)數(shù)據(jù)的三維場景展示和數(shù)據(jù)共享，并提供了空間服務。 謝義林，汪云甲（2006）采用虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)與GIS組件開發(fā)技術(shù)相結(jié)合的方式，即實時三維視景仿真軟件MultiGen Creator/ Vega Prime結(jié)合二維組件GIS技術(shù)（MapX），實現(xiàn)了三維可視化和空間查詢及分析功能。上述系統(tǒng)是通過在三維可視化軟件上通過插件的形式加載數(shù)據(jù)查詢和顯示的功能模塊來實現(xiàn)的。這種方法在三維模型的制作方面具有很強的模擬性和逼真性。但是它們不能或者只能提供很少的GIS功能，如屬性顯示，不能達到三維GIS的要求。第二部分第

9、三部分三維GIS應用研究現(xiàn)狀：第一部分綜合目前國內(nèi)外三維GIS的研究現(xiàn)狀，現(xiàn)在的三維GIS研究和系統(tǒng)開發(fā)主要有4種途徑：一是通過底層開發(fā)實現(xiàn)，代表是VC+和OpenGL結(jié)合的開發(fā)方式；二是在現(xiàn)有GIS平臺上二次開發(fā)實現(xiàn)，代表是ArcGIS的ArcObjects組件；三是在三維可視化軟件上通過插件的形式加載數(shù)據(jù)查詢和顯示的功能模塊，代表為Vega實時驅(qū)動軟件。 第二部分第四部分第三部分參考文獻：第一部分1Toru Ishida Activiries and Technologies in Digital City KyotoA.Lecture Notes in Computerc.Science

10、 Springer Berlin/Heidelberg,2005.Pages 166-167.2James D. McCarthy and Phil A. Graniero. A GIS-based borehole data management and 3D visualization systemJ. Computers &Geosciences,Volume32,Issue10,December 2006, Pages 1699-1708.3朱英浩.城市三維可視化GIS的研究.武漢測繪科學大學博士后研究 工作報告.19984楊必勝，李清泉，梅寶燕.3維城市模型的可視化研究J.測繪學 報.2000.29(2)5謝義林，汪云甲.利用虛擬場景實現(xiàn)3DGIS的研究與應用J.測繪 工程.2006.15(6)第二部分第四部分第三部分參考文獻：第一部分6范力銘.基于ArcGIS Engine的三維GIS系統(tǒng)開發(fā)與應用 D.上海 ：華東師范大學碩士畢業(yè)論文，20077常歌.基于遙感數(shù)據(jù)的城市景觀建模技術(shù)研究與實踐D.中國人民 解放軍