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(tái)介紹三維應(yīng)用研究現(xiàn)狀和問題參考文獻(xiàn)第二部分第四部分第一部分第三部分三維GIS概述： 20世紀(jì)90年代后，由于三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)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(duì)建立三維GIS也提出了更為迫切的要求。三維GIS不僅能表達(dá)空間對(duì)象間的平面關(guān)系和垂向關(guān)系，而且能對(duì)其進(jìn)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(shí)的感受。三維GIS成為構(gòu)建數(shù)字地球、數(shù)字國(guó)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(rèn)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(duì)區(qū)域空間內(nèi)的對(duì)象進(jìn)行三維描述、分析的GIS系統(tǒng)。特點(diǎn)： 與二維GIS相比，三維GIS對(duì)客觀世界的表達(dá)能給人以更真實(shí)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(dá)空間對(duì)象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達(dá)它們之間的垂向關(guān)系；另外對(duì)空間對(duì)象進(jìn)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(xué)計(jì)算可視化軟件相比，它具有獨(dú)特的管理復(fù)雜空間對(duì)象能力及空間分析的能力。三維GIS軟件平臺(tái)介紹：第二部分第一部分第四部分第三部分 三維GIS應(yīng)用的推廣也促進(jìn)了三維GIS軟件的發(fā)展。國(guó)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(guó)產(chǎn)三維軟件在這個(gè)舞臺(tái)上也同樣表現(xiàn)卓越，也印證了三維GIS已經(jīng)離人們?cè)絹碓浇氖聦?shí)。 就目前市場(chǎng)上主流的三維GIS平臺(tái)而言，國(guó)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(guó)內(nèi)的主要有北京國(guó)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(tái)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(wù)，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(jī)應(yīng)用，讓用戶能夠根據(jù)自己的需求定制服務(wù)，建立個(gè)性化的三維地理信息系統(tǒng)。三維GIS軟件平臺(tái)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(yīng)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(yīng)用、環(huán)境保護(hù)檢查等領(lǐng)域。實(shí)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(guó)內(nèi)其他同類產(chǎn)品有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)。三維GIS應(yīng)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(yīng)用。日本京都大學(xué)綜合了、虛擬現(xiàn)實(shí)

5、和社會(huì)科學(xué)等，歷時(shí)三年完成了“Digital City Kyoto”項(xiàng)目，建立了一個(gè)集屬性信息顯示，虛擬城市顯示，用戶實(shí)時(shí)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(tái)的軟件包BoreIS用于對(duì)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(shí)現(xiàn)二維三維數(shù)據(jù)在同一窗口中混合顯示并進(jìn)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(tái)的三維GIS應(yīng)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(shí)時(shí)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(dòng)態(tài)模型顯示的VGIS。 第二部分第三部分三維GIS應(yīng)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(yīng)用研究現(xiàn)狀：第一部分第四部分近年來，國(guó)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(tái)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(duì)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(cè)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(dòng)態(tài)顯示、空間分析和交互操作等功能，并在VC+和OpenGL平臺(tái)上開發(fā)了一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)（3D Tool）對(duì)三維城市模型中的地形和建筑物進(jìn)行整體三維動(dòng)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(shí)具有跨平臺(tái)的特性。但是缺點(diǎn)在于代碼量較大而且只能針對(duì)開放的數(shù)據(jù)格式。第二部分第三部分三維GIS應(yīng)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(jí)三維GIS設(shè)計(jì)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(wù)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(shí)現(xiàn)了綠化林業(yè)數(shù)據(jù)的三維場(chǎng)景展示和數(shù)據(jù)共享，并提供了空間服務(wù)。 謝義林，汪云甲（2006）采用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)與GIS組件開發(fā)技術(shù)相結(jié)合的方式，即實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)的。這種方法在三維模型的制作方面具有很強(qiáng)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(dá)到三維GIS的要求。第二部分第

9、三部分三維GIS應(yīng)用研究現(xiàn)狀：第一部分綜合目前國(guó)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(shí)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(tái)上二次開發(fā)實(shí)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(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)軟件。 第二部分第四部分第三部分參考文獻(xiàn)：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(cè)繪科學(xué)大學(xué)博士后研究 工作報(bào)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(cè)繪學(xué) 報(bào).2000.29(2)5謝義林，汪云甲.利用虛擬場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)3DGIS的研究與應(yīng)用J.測(cè)繪 工程.2006.15(6)第二部分第四部分第三部分參考文獻(xiàn)：第一部分6范力銘.基于ArcGIS Engine的三維GIS系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用 D.上海 ：華東師范大學(xué)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(shí)踐D.中國(guó)人民 解放軍