1、三維 GIS 應用的國內外研究現狀:隨著 GIS 理論、技術的發(fā)展和應用需求的變化，在許多領域都要求將3 維空間（X,Y,Z）作為一個整體，分析地理實體與現象在 3 維空間中的分布與變換，在這些應用領域中高程數據具有與平面信息同等重要甚至更為重要的地位，由此促使了 3 維地理信息系統(tǒng)（3DGIS）的產生和發(fā)展。三維 GIS 技術近來迅猛發(fā)展，受到了廣泛關注。較二維 GIS 而言，三維 GIS能更真實地表達客觀世界，且對空間對象進行三維顯示、分析和操作也是三維 GIS 特有的功能。三維 GIS 研究主要集中基于三維可視化技術的能用 GIS 功能開發(fā)，在資源、環(huán)境、海洋、地質，特別是城市規(guī)劃方面有

2、很多的應用。日本京都大學綜合了 GIS、虛擬現實和社會科學等，歷時三年完成了aDigitalCityKyoto”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字京都。JamesD 等開發(fā)了基于 ESR 公司的 ArcScene3D 平臺的軟件包 BoreIS 用于對地下鉆孔數據的管理、 三維可視化、 查詢和分析。 StephenBrooks,JacquelineL 基于 OpenG吁發(fā)了實現二維三維數據在同一窗口中混合顯示并進行 GIS 分析的 2D/3D昆合地理信息系統(tǒng)。止匕外，還有眾多基于 We 坪臺的三維 GIS 應用，如用于基于 C/S的 3DTerrafly,G

3、eoVR 基于全球的三維視景 TerraVisionH,可實時更新三維數據和紋理映射的GeoZui3DF口支持多分辨率的地形數據和三維動態(tài)模型顯示的 VGI&近年來，國內在三維 GIS 系統(tǒng)開發(fā)方面的研究也逐步開展起來。朱英浩（1998）在 VisualC+吸圖形庫 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）,能夠實現對 MapInfo 格式二維數據的 GIS 分析功能和基于VirtuoZo 得到的數字航空測量數據的三維模型的三維查詢漫游功能。楊必勝、李清泉等（2000）提出了一種分層組合模型方法構造建筑物模

4、型，以及在此模型基礎上的動態(tài)顯示、空間分析和交互操作等功能，并在 VC+并口 OpenGL 平臺上開發(fā)了一個應用系統(tǒng)（3DTool）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。常歌（2001）在 VC+而 OpenGL 平臺上開發(fā)研制了數字城市景觀系統(tǒng)（CityView）,利用已有的立體測圖地物數據、數字高程模型數據，結合其他基礎地理資料（全野外測量數據、地形圖數字化數據以及建筑物外表結構與紋理數據）、獲取城市區(qū)域的三維景觀信息并進行一體化建模，制作三維城市景觀圖，能以圖層的形式管理三維城市景觀圖。伏永明等（2005）結合 GIS 組件 MapObjects、MultigenCr

5、eator 提供的 OpenFlightAPI 開發(fā)函數和仿真軟件 VegaPrime 設計了 3DGIS 系統(tǒng)。 在VisualC+訐發(fā)環(huán)境下，用 ESR 公司的 GIS 組件 MapObjects 來實現 2 維GIS 功能；用 MPI 公司的 OpenFlightAPI 來生成 OpenFlight 格式的三維模型數據庫，并且完成模型修改，解決了當 OpenFlight 模型在 VegaPrime 平臺中漫游的時候不能修改的難題；在系統(tǒng)中，仿真軟件 VegaPrime 用來渲染三維模型和實現三維場景操作。朱慶（2006）等通過一個典型仿唐木構建筑群的虛擬展示，提出了基于微機平臺建立文化遺

6、產 GIS 三維可視化系統(tǒng)的設計方案，介紹了實用的多種類型數據庫管理及基于數據庫的實時應用方法，包括若干關鍵技術：LOD 數據集成、多模態(tài)可視化、室內外三維一體化顯示與漫游和多媒體屬性查詢。謝義林，汪云甲（2006）采用虛擬現實（VFO 技術與 GIS 組件開發(fā)技術相結合的方式，即實時三維視景仿真軟件 MultiGenCreator/VegaPrime 結合二維組件 GIS 技術（MapX）,實現了三維可視化和空間查詢及分析功能。范力銘（2007）利用虛擬現實建模軟件 MultigenCreator 中創(chuàng)建的OpenFlight 格式模型作為三維數據來源，結合 GIS 軟件的開發(fā)平臺（ArcG

7、ISEngines 口 ArcObjects 開發(fā)包），這樣能有效地利用 GIS 軟件中提供的 GIS 空間查詢等功能，同時又兼顧了模型和場景的真實感，建立了一個能滿足 GIS 空間分析和三維可視化要求的校園三維 GIS 系統(tǒng)。柴貴海等（2009）以 AutoCAD 精確繪制的 2D 數據為基礎，結合SketchUp 快速建模能力以及利用 ArcGIS 精確定義地理坐標和強大的空間分析與數據管理能力，實現虛擬 3D 校園，最終將文件保存為符合 OGCKM 而準的 KMZ 或 KML 格式的數據，利用 ArcGIS 白 ArcExplorer等免費網絡 3D 地圖瀏覽工具中實現三維瀏覽。胡英杰、

8、吳健平（2010）提出了基于 Skyline 和 ExtJSP 勺企業(yè)級三維GIS 設計方案。該方案在 Skyline 軟件已有的三維 GIS 功能基礎上，利用ExtJS 開發(fā)地理數據和空間服務共享模型。在此技術基礎上，開發(fā)了上海市綠化林業(yè)三維 GIS 系統(tǒng)，實現了綠化林業(yè)數據的三維場景展示和數據共享，并提供了空間服務。張賜、吳健平（2011）使用 ArcGISEnginM 開發(fā)工具，以 Multipatch為三維數據模型，在 VisualBasi 環(huán)境下開發(fā)了校園房產三維 GIS 系統(tǒng)。系統(tǒng)具備了基本的地圖操作功能，能夠對房產信息的圖形和屬性數據進二維和三維信息的交互查詢處理。朱興洲等（20

9、11）借助 GoogleSketchup 建模，通過 Geodatabase 空間 數 據 庫 組 織 和 管 理 3 維 空 間 數 據 ， 運 用 ArcEngine3D 組 件 及Microsoft.NET 平臺開發(fā)了三維校園地理信息系統(tǒng)，在三維可視化的基礎上還實現了路網分析、緩沖區(qū)分析等強大的空間分析功能。韋生波等（2011）在禾（J 用 SketchUp 與 ArcGIS 的關聯插件一一ESRI 插件來相互轉換數據格式的技術基礎上，利用 SketchUp 建模軟件和ArcEngine 平臺的可視化控件，開發(fā)出一個具有獨立界面且能夠脫離ArcGIS 平臺運行的 3 維數字校園景觀應用系

10、統(tǒng)。針對數據量大，顯示速度慢的問題，系統(tǒng)采用了金字塔形式進行了數據的預存。與此同時，三維可視化技術已經較為成熟地應用到了我國眾多城市的“數字城市”及重點區(qū)域的規(guī)劃研究中。北京、上海、廣州、深圳、武漢、寧波等眾多城市的“數字城市”工程正先后開展。與虛擬現實技術相結合的三維可視化技術也已成功的應用于北京 CBD 中央商務區(qū)、北京金融街、中關村科學園區(qū)、上海黃浦江兩岸開發(fā)、蘇州工業(yè)園區(qū)規(guī)劃、嘉興市整體規(guī)劃、寧波老外灘舊城改造和保護等十個國內重大城市開發(fā)項目。綜合目前國內外三維 GIS 的研究現狀，現在的三維 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， 代表是 VC+拜口 OpenGL結合的開發(fā)方式； 二是在現有 GIS 平臺上二次開發(fā)實現， 代表是 ArcGIS