三維GIS技術
1 三維GIS技術概述
三維GIS是能夠對空間對象進行真三維描述和分析，從數據結構到空間查詢和建模分析都建立在三維數據模型基礎上的地理信息系統。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等。相比于二維GIS，三維GIS因更接近于人的視覺習慣而更加真實，同時三維能提供更多信息，能表現更多的空間關系。
2 三維GIS技術國內外現狀及趨勢
近年來，國際上對于三維GIS技術取得不少積極進展，出現了商業平臺Skyline、Google Earth和ArcGIS。基于OpenGL技術的OSG、Vega等三維顯示平臺、基于DirectX 3D技術的Quest 3D、Virtual tools、Skyline等系統平臺的出現大大的推進了三維GIS的發展。同時，城市三維地理信息系統也引起了我國學者的廣泛關注，紛紛開展了相關問題的研究，對三維 GIS關鍵技術問題做了深入探討。我國在這方面雖然起步較晚，但通過借鑒和利用國外最新的技術成果，發展非常迅速，目前已開發了具有自主版權的商業應用軟件，許多國產 GIS軟件也先后在其產品中開發了三維 GIS軟件系統，如EV-Globe、GeoGlobe、SuperMap、CityMaker等，已在數字城市建設、城市規劃、市政管理等多個領域推廣應用
三維GIS的發展呈現為兩大趨勢，即大眾化和專業化。理論和技術的成熟使得三維GIS的門檻不斷降低，這不但擴展了其應用領域，而且使更多人群從中受益。簡單、易用的三維GIS正在逐漸走近老百姓的生活，上海世博會、世界杯均大量使用了三維地理信息技術，三維GIS大眾化的趨勢顯而易見。現在，人們使用電子地圖方便出行已屬家常便飯，國內外種類豐富的地理位置應用正如雨后春筍般涌現，期待著三維GIS更好地融入其中。與大眾化趨勢不同，專業化則需要三維GIS能夠更加緊密地集成到各個行業應用中，充分發揮其強大的可視化功能和多維空間分析功能，從而為行業應用提供更科學、更強大的三維空間信息服務和決策支持，這不僅是三維GIS的重要作用，也是用戶的強烈需求。
3 三維GIS的建設流程與特點
概括來說，三維GIS建設流程主要包括三維建模、場景整合、環境搭建和系統開發。
三維建模：基于衛星影像、地形圖和建筑高度數據，利用3DX Max等建模軟件開展城市三維建模。
場景整合：將三維模型按照坐標、方位等位置參數，整合為三維場景，實現城市現狀數字化三維表達。
環境搭建：根據選定的三維平臺搭建開發環境，包括服務器端軟件和客戶端開發SDK。利用服務軟件將整合完成的三維場景發布為三維數據服務，包括三維模型服務和三維地形服務。
系統開發：基于三維SDK和發布的三維數據服務進行系統開發，一般采用B/S架構，使用Html+javascript進行應用功能開發。
三維GIS項目與主流二維GIS項目在技術架構和開發思路上是一致的，三維GIS除了調用三維數據服務外，還可以調用二維GIS發布的OGC服務，甚至可以與二維GIS整合，實現二三維一體化。區別主要在于三維數據格式與二維GIS不一樣，沒有相應的標準規范，各個公司的平臺采用的數據格式和服務標準不一樣。另外，由于三維場景顯示依賴顯卡的三維渲染能力，基于瀏覽器內核還無法實現大范圍三維數據的渲染，目前常用的方式都是采用在瀏覽器中嵌入ActiveX控件的方式進行三維渲染，所以瀏覽三維GIS系統一般需要安裝一個插件。
4在數字城市中的應用
隨著技術的進一步成熟和業務需求的推動，三維GIS已經成為數字城市建設必不可少的技術，廣泛應用于北京乃至全國數字城市建設過程中。在數字西城、數字通州、數字房山以及數字中關村等數字城市項目中，三維應用系統成為項目建設的亮點。數字西城應用三維GIS技術構建了覆蓋全區的三維精細模型，搭建了三維地理信息服務平臺，面向規劃、城市管理、社區管理、地下管線等不同行業提供服務。北京市規劃委員會西城分局搭建的三維規劃輔助決策系統在規劃審批、方案論證、環境整治、區域改造等業務上進行了深入應用，大大提高了工作效率；西城區發改委建設的金宏工程三維空間分析系統將三維GIS與經濟數據進行結合，實現了基于三維的樓宇經濟和經濟空間分析應用，輔助經濟運行宏觀決策；月壇街道三維指揮應用平臺實現了三維GIS應用于人、房、地、事統一管理，通過建設智慧街道，實現城市精細化管理。
圖文摘錄于《走向大數據——從數字北京到智慧北京》一書
如需本書，請在微信平臺留言聯系我們
?