三維GIS在空間分析方面的獨(dú)特應(yīng)用

1、三維空間分析除了包括二維gis的分析功能外，還應(yīng)包括針對(duì)三維空間對(duì)象的特

殊分析功能。具體可分為以下幾類：空間查詢，包括幾何參數(shù)查詢（空間位置、屬性）、

空間定位查詢（點(diǎn)定位、面定位）、空間關(guān)系查詢（鄰接、包含、相離、相交、覆蓋等）等;

空間量測(cè)，包括距離、質(zhì)心、面積、表面積、體積等；疊置分析；緩沖區(qū)分析，包括點(diǎn)

緩沖、線緩沖、面緩沖、體緩沖等；網(wǎng)絡(luò)分析，包括最短路徑、資源分配、連通分析等;

地形分析，包括趨勢(shì)面分析、坡度坡向分析、暈渲分析等；剖面分析，它是實(shí)現(xiàn)通視分

析、日照分析陰影計(jì)算等的基礎(chǔ)；空間統(tǒng)計(jì)分析，包括統(tǒng)計(jì)圖表分析、密度分析、層次

分析、聚類分析等。

2、根據(jù)空間分析所處理的對(duì)象進(jìn)行劃分，空間分析方法主要有基于圖形的方法與

基于數(shù)據(jù)的方法兩類。基于圖形的空間分析方法如常規(guī)的緩沖區(qū)分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò)

分析、復(fù)合分析、鄰近分析與空間聯(lián)結(jié)等能直接從2D擴(kuò)展至2.5D乃至3D。由于三維數(shù)

據(jù)本身可以降維到二維，因此三維GIS自然能包容二維GIS的空間分析功能。三維GIS

最有特色的也許是其基于三維數(shù)據(jù)的復(fù)雜分析能力，如計(jì)算空間距離、表面積、體積、

通視性與可視域等°結(jié)合物理化學(xué)模型提供一些更具增值價(jià)值的真三維空間分析功能，

如水文分析、可視性分析、日照分析與視覺景觀分析等己成為三維GTS分析研究的重要

內(nèi)容之一，并正積極朝結(jié)合屬性數(shù)據(jù)和其他專題數(shù)據(jù)開發(fā)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的新方法、“面向解

決與空間有關(guān)的問(wèn)題”提供定量與定性結(jié)合的空間決策支持方向發(fā)展。

三維建筑物模型的重建方法：

大量的研究致力于地物（尤其是人工地物）的三維自動(dòng)重建，而依據(jù)分辨率、精度、

時(shí)間和成本等的不同已經(jīng)有許多不同的技術(shù)方法可供選擇。如Ta。（2004）將三維建筑物

模型的重建方法分為以下三類：1）基于地圖的方法，利用已有GIS、地圖和CAD提供的

二維平面數(shù)據(jù)以及其他高度輔助數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)快速建立盒狀模型；2）基于圖象的方法，利

用近景、航空與遙感圖象建立包括頂部細(xì)節(jié)在內(nèi)的逼真表面模型，該方法相對(duì)比較費(fèi)時(shí)

和昂貴，自動(dòng)化程度還不高；3）基于點(diǎn)群的方法，利用激光掃描和地面移動(dòng)測(cè)量快速

獲得的大量三維點(diǎn)群數(shù)據(jù)建立幾何表面模型。

建筑物三維模型重建：基于圖片、基于激光掃描數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的組成：

激光掃描儀：（1）橫向：系統(tǒng)相對(duì)定位數(shù)據(jù)（2）縱向：建筑物表面模型數(shù)據(jù)

數(shù)碼攝像機(jī)：建筑物表面紋理數(shù)據(jù)

建筑物初始模型的建立：

三維空間點(diǎn)云的建立：掃描匹配方法一一相對(duì)定位、GPS校正法一一全局定位

三維點(diǎn)云預(yù)處理：建筑物表面反射率低導(dǎo)致激光信號(hào)弱。掃描儀的固有誤差。樹木、行

人或車輛的遮擋"

作用：消除噪聲干擾方法：（1）濾波優(yōu)化：消除噪聲，提取背景層。（2）平滑處理：平

滑表面。（3）建筑物三角網(wǎng)格化簡(jiǎn)

生成初始網(wǎng)格模型：

作用：在盡可能保持原始模型特征的情況下，最大限度地減少原始模型的三角形和頂點(diǎn)

的數(shù)目。頂點(diǎn)最少原則，誤差最小原則.

目前現(xiàn)行方法在樓體表面網(wǎng)格化簡(jiǎn)上的比較：

（1）最短邊優(yōu)先化簡(jiǎn)方法：排序網(wǎng)格中所有的邊長(zhǎng)，用堆來(lái)存儲(chǔ)。依次刪除邊長(zhǎng)最

小的邊，直到達(dá)到預(yù)期的三角形數(shù)目。缺點(diǎn)：容易丟失局部區(qū)域的框架結(jié)構(gòu)。下圖為從

22011個(gè)三角形化簡(jiǎn)到4201個(gè)三角形的效果。

..（2）基于法向的網(wǎng)格化簡(jiǎn).化簡(jiǎn)依據(jù)：1、平面區(qū)域：平面區(qū)域的多邊形應(yīng)合并成較大的

多邊形。2、陡邊：相鄰的兩個(gè)多邊形的二面角小于一定閾值的邊。3、凸點(diǎn)：曲率較大

的頂點(diǎn)。

(3)邊折疊法：點(diǎn)到平面距離的平方和作為誤差度量。選取兩頂點(diǎn)距離小于一定閾

值的點(diǎn)對(duì)，并計(jì)算兩點(diǎn)對(duì)之間的代價(jià)函數(shù)。根據(jù)代價(jià)值由小到大的順序進(jìn)行化簡(jiǎn)。

(4)邊折疊法改進(jìn)：將邊折疊后生成的新三角形的形態(tài)質(zhì)量因子引入到折疊代價(jià)函

數(shù)的計(jì)算當(dāng)中，限制狹長(zhǎng)三角形的產(chǎn)生，避免模型視覺特征的急劇改變。改進(jìn)后局部特

征得到很好的保留，并且網(wǎng)格數(shù)目可縮小到4020個(gè)。

紋理修補(bǔ)技術(shù)：

目的：在采集到的紋理圖片中移除建筑物前的遮擋物體，并用適當(dāng)?shù)募y理填充。

方法：對(duì)要移除的遮擋物進(jìn)行提取、對(duì)該目標(biāo)區(qū)域沿輪廓線逐樣本塊進(jìn)行修補(bǔ)。

修補(bǔ)過(guò)程：定義目標(biāo)塊P的優(yōu)先級(jí)為P(p)=C(p)*D(p),其中C(P)為信任項(xiàng)，D(p)

為數(shù)據(jù)項(xiàng)，表達(dá)式如下：

設(shè)目標(biāo)塊具有最高優(yōu)先級(jí)，記是源區(qū)域中與最相似的源塊。

相似性的判斷方法如下：

?存在問(wèn)題：

?輪廓點(diǎn)的等照度線方向造成線性結(jié)構(gòu)無(wú)限繁殖。

?對(duì)每一個(gè)需填充目標(biāo)塊，在確定源塊的過(guò)程中都需要對(duì)源區(qū)域進(jìn)行全局搜

索，大大影響了算法的效率。

?改進(jìn)方法流程圖

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(I器新自信度

三維空間數(shù)據(jù)獲取方法類型和技術(shù):

三維GIS技術(shù)最重要的進(jìn)展之一就是三維數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的進(jìn)步，特別是航空與近景

攝影測(cè)量、機(jī)載與地面激光掃描、地面移動(dòng)測(cè)量與GPS等傳感器的精度與速度都有了明

顯的提高(Batty,etal,2000；StoterandZlatanova,2003)。大量的研究致力于

地物(尤其是人工地物)的三維自動(dòng)重建，而依據(jù)分辨率、精度、時(shí)間和成本等的不同

已經(jīng)有許多不同的技術(shù)方法可供選擇。如Tao(2004)將三維建筑物模型的重建方法分為

以下三類：

(1)基于地圖的方法，利用已有GIS、地圖和CA3提供的二維平面數(shù)據(jù)以及其他高度

輔助數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)快速建立盒狀模型；

(2)基于圖象的方法，利用近景、航空與遙感圖象建立包括頂部細(xì)節(jié)在內(nèi)的逼真表面

模型，該方法相對(duì)比較費(fèi)時(shí)和昂貴，自動(dòng)化程度還不高；

(3)基于點(diǎn)群的方法，利用激光掃描和地面移動(dòng)測(cè)量快速獲得的大量三維點(diǎn)群數(shù)據(jù)

建立幾何表面模型。

3、三維重建的數(shù)據(jù)源還可以分為遠(yuǎn)距離獲取的數(shù)據(jù)(衛(wèi)星影像、航空影像、空載激

光掃描等)、近距離獲取的數(shù)據(jù)(近景攝影、近距激光掃描、人工測(cè)量)和GIS/CAD導(dǎo)

出數(shù)據(jù)三種(BrennerandHaala,2001；Shiode,2001)°不同的數(shù)據(jù)源對(duì)應(yīng)著不同的

三維模型細(xì)節(jié)和應(yīng)用范疇。比如，基于遙感影像和機(jī)載激光掃描的方法適月于大范圍三

維模型數(shù)據(jù)獲取、車載數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法適用于走廊地帶建模、地面攝影測(cè)量方法和近

距離激光掃描方法則適用于復(fù)雜地物精細(xì)建模等等。其中，基于影像和機(jī)載激光掃描系

統(tǒng)的三維模型獲取方法能夠適用于在大范圍地區(qū)快速獲取地面與建筑物的幾何模型和紋

理細(xì)節(jié)，雖然現(xiàn)有技術(shù)在很大程度上還依賴人工輔助，但這無(wú)疑是最有潛刀的三維模型

數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取技術(shù)之一。基于已有二維GIS數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單建模方法具有成本低、自動(dòng)化程

度高的優(yōu)點(diǎn)，在某些需要快速建立三維模型的領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，這也是現(xiàn)有大多

數(shù)二維GIS提供三維能力的最主要方式。基于CAD的人機(jī)交互式建模方法將繼續(xù)被用于

一些復(fù)雜人工目標(biāo)的全三維逼真重建。另外，基于圖象的建模和繪制(Imagebased

modeling&rendering：IBMR)作為一種新的視覺建模方法,在不需要復(fù)雜幾何模型的

前提下也能夠獲得具有高度真實(shí)感的場(chǎng)景表達(dá)，能夠較好的解決三維建模過(guò)程中模型復(fù)

雜度與繪制的真實(shí)感和實(shí)時(shí)性三者之間的矛盾，大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作。因此

也被越來(lái)越多地用于各種虛擬環(huán)境的建立，特別是基于圖形和圖象的兩種建模技術(shù)被綜

合用于高度真實(shí)感的三維景觀模型的創(chuàng)建。上述技術(shù)主要應(yīng)用于重建目標(biāo)的三維表面模

型，而有關(guān)地球科學(xué)領(lǐng)域的真三維重建技術(shù)在吳立新教授的“真三維地學(xué)模擬的若干問(wèn)

題”一文中有詳細(xì)介紹。

4、隨著三維GIS的深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注三維模型數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、

逼真性和有用性。在追求三維模型逼真和準(zhǔn)確的同時(shí)，也帶來(lái)了數(shù)據(jù)生產(chǎn)的高投入。與

二維空間數(shù)據(jù)相比，三維空間數(shù)據(jù)不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)或者擴(kuò)展，三維空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建

設(shè)至今仍然是一項(xiàng)復(fù)雜而昂貴的綜合性工程。大型三維GIS系統(tǒng)建設(shè)的生產(chǎn)效率、質(zhì)量

控制、數(shù)據(jù)安全和有效存儲(chǔ)與管理等問(wèn)題日益突出，并直接關(guān)系到系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的成

敗。決定空間數(shù)據(jù)具體生產(chǎn)方案的三個(gè)要素分別是精度、成本和效率，最終系統(tǒng)的有用

性和提供的空間分析能力又取決于模型的逼真程度以及所選擇的數(shù)據(jù)源和建模方法。因

此，三維GIS缺乏有關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容、細(xì)節(jié)程度、定位精度和生產(chǎn)工藝等的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成

為制約其推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

國(guó)內(nèi)外三維GTS軟件：

我國(guó)GIS經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，理論和技術(shù)日趨成熟，在傳統(tǒng)二維GIS已不能滿足應(yīng)用

需求的情況下，三維GIS應(yīng)運(yùn)而生，并成為GIS的重要發(fā)展方向之一。上世紀(jì)八十年代

末以來(lái)，空間信息三維可視化技術(shù)成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)并以驚人的速度迅速發(fā)展起來(lái)，

首先是美國(guó)推出GoogleEarth、Skyline>WorldWind、VirtualEarth>ArcGISExplorer

等,我國(guó)也緊隨推出了EV-Globe、GeoGlobe.VRMap、IMAGIS等軟件與國(guó)外軟件競(jìng)爭(zhēng)本

土市場(chǎng)。三維GIS得到了各行業(yè)用戶的認(rèn)同，在城市規(guī)劃、綜合應(yīng)急、軍事仿真、虛擬

旅游、智能交通、海洋資源管理、石油設(shè)施管理、無(wú)線通信基站選址、環(huán)保監(jiān)測(cè)、地下

管線等領(lǐng)域備受青睞。目前，我國(guó)國(guó)產(chǎn)三維GIS軟件已占據(jù)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的當(dāng)壁江山。

國(guó)外三維GIS軟件：

一重唱?美國(guó)谷歌公司：GoogleEarth—用戶最多的三維地球軟件

介紹：GoogleEarth以三維地球的形式把大量衛(wèi)星圖片、航拍照片和模擬三維圖像

組織在一起，使用戶從不同角度瀏覽地球。GoogleEarth的數(shù)據(jù)來(lái)源于商業(yè)遙感衛(wèi)星影

像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird,IKOONOS及法國(guó)SPOTS。

特點(diǎn)：GoogleEarth憑借其強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和經(jīng)驗(yàn)，以其操作簡(jiǎn)單、用戶體驗(yàn)超群

的優(yōu)勢(shì)吸引了全球近十分之一的人口使用。

發(fā)展歷程：Google于2004年10月收購(gòu)了Keyhole公司，隨之次年6月推出Google

Earth系列軟件。

產(chǎn)品形式：GoogleEarth客戶端軟件提供三個(gè)版本：個(gè)人免費(fèi)版、Plus版、Pro版

以及企業(yè)級(jí)解決方案，用于在企業(yè)內(nèi)部部署GoogleEarth應(yīng)用。

二重唱?美國(guó)國(guó)家航空和航天管理局(NASA):WorldWind一最強(qiáng)大的開源地理科普軟

件

介紹：WorldWind是NASA發(fā)布的一個(gè)開放源代碼的地理科普軟件，由NASAResearch

開發(fā)，NASALearningTechnologies來(lái)發(fā)展，它是一個(gè)可視化地球儀，將NASA.USGS以

及其它WMS服務(wù)商提供的圖像通過(guò)一個(gè)三維的地球模型展現(xiàn)，還包含了火星和月球的展

現(xiàn)。軟件用C#編寫，調(diào)用微軟SQLServer影像庫(kù)TerrainServer來(lái)進(jìn)行全球地形三維

顯示。它通過(guò)將遙感影像與SRTM高程(航天飛機(jī)雷達(dá)拓?fù)錅y(cè)繪)疊加生成三維地形。

特點(diǎn)：WorldWind最大的特性是衛(wèi)星數(shù)據(jù)的自動(dòng)更新能力。這種能力使得WorldWind

具有在世界范圍內(nèi)跟蹤近期事件、天氣變化、火災(zāi)等情況的能力。

擁有NASA血統(tǒng)的WorldWind可以利用Landsat7、SRTM、MODIS.GL03E,Landmark

Set等多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，將Landsat衛(wèi)星的圖像和航天飛機(jī)雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，讓

用戶體驗(yàn)三維地球遨游的感覺。采用了先進(jìn)的流傳輸技術(shù)。

WorldWind是個(gè)完全免費(fèi)的軟件，在使用上沒有任何限制，主要面向科學(xué)家、研究

工作者和學(xué)生群體。另外WoHdWind是完全開放的，用戶可以修改WorldWind軟件本

身。目前，包括國(guó)內(nèi)部分三維GIS軟件在內(nèi)的全球許多主流三維軟件都是以WorldWind

為技術(shù)內(nèi)核發(fā)展而來(lái)。

三重唱?美國(guó)Skyline公司：SkylineGlobe一個(gè)性化的三維地理信息系統(tǒng)

介紹：SkylineGlobe產(chǎn)品能夠基于地表的衛(wèi)星影像、航空影像創(chuàng)建高分辨率的三維

虛擬地球場(chǎng)景。Skyline具有強(qiáng)大空間信息展示功能，支持交互式繪圖工具，提供三維測(cè)

量及地形分析工具，提供數(shù)據(jù)庫(kù)接口支持如Oracle,ArcSDE,擁有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力。

特點(diǎn)：SkylineGlobeEnterpriseSolution是美國(guó)Skyline公司為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)三維地

理信息提供的企業(yè)級(jí)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API,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

定制功能，建立個(gè)性化的三維地理信息系統(tǒng)。

產(chǎn)品形式：TerraExplorer>TerraExplorerPro>TerraBuilder^TerraGateo

應(yīng)用：中國(guó)數(shù)字海洋系統(tǒng)、公安部警衛(wèi)基礎(chǔ)工作信息系統(tǒng)、數(shù)字深圳三維平臺(tái)、黃

河可視化防汛預(yù)案管理系統(tǒng)、數(shù)字煙臺(tái)三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。

四重唱?美國(guó)微軟公司：VirtualEarth—可以在瀏覽器中直接運(yùn)行的三維地球軟件

介紹：VirtualEarth3D可以呈現(xiàn)完整交互式的三維圖片，是基于地圖的搜索工具，

集航拍照片、地圖、黃頁(yè)數(shù)據(jù)于一體。在VirtualEarth3D中，就象在大型3D游戲的

虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中一樣，用戶可以在城市之間、建筑物之間“飛來(lái)飛去”。除了真實(shí)地“再

現(xiàn)”城市的地形外，VirtualEarth3D中也包含一些現(xiàn)實(shí)世界中不存在的東西。

特點(diǎn)：VirtualEarth3D不要求用戶在硬盤上下載應(yīng)用軟件，而是直接在瀏覽器中

運(yùn)行。

發(fā)展歷程：在Google宣布推出GoogleEarth后，微軟也緊跟其后啟動(dòng)了相關(guān)計(jì)劃。

2005年12月23日，微軟公司收購(gòu)一家從事三維地球研究的華人公司GeoTange。2006年

5月3日，又收購(gòu)一家專門從事遙感領(lǐng)域研究的公司Vexcel。隨后，在2006年11月初

微軟發(fā)布了VirtualEarth3D。今年6月，微軟推出Bing搜索后，意味著原來(lái)的“Virtual

Earth”變成了“BingMapsandBingMapsforEnterprise”。

五重唱?美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所公司（ESRI）:ArcGISExplorer—ArcGIS家族的3D后代

介紹：ArcGISExplorer是一個(gè)免費(fèi)的虛擬地球?yàn)g覽器，提供自由、快速的2D

和3D地理信息瀏覽，充滿趣味性且簡(jiǎn)捷易用。ArcGISExplorer通過(guò)繼承ArcGISServer

完整的GIS性能（包括空間處理和3D服務(wù)），達(dá)到整合豐富的GIS數(shù)據(jù)集和服務(wù)器空間

處理應(yīng)用的目的。

特點(diǎn)：AreGlSExplore具有和GoogleEarth相'以的功能，支持來(lái)自ArcGISServer、

GML、WMS、GoogleEarth（KML）的數(shù)據(jù)。

發(fā)展歷程：ArcGTSExplorer是2006年8月推出。在明年即將發(fā)布的ArcGTS9.4中也將

加強(qiáng)三維GIS功能。

國(guó)內(nèi)三維GIS產(chǎn)品：

六重唱?北京國(guó)遙新天地信息技術(shù)有限公司：EV-Globe—國(guó)內(nèi)三維海量空間信息平臺(tái)佼

佼者

介紹：EV-Globe具有大范圍的、海量的、多源的數(shù)據(jù)一體化管理和快速三維實(shí)時(shí)漫

游功能，支持三維空間查詢、分析和運(yùn)算，可與常規(guī)GIS軟件集成，可方便快速構(gòu)建三

維空間信息服務(wù)系統(tǒng)，亦可快速在二維GIS系統(tǒng)完成向三維的擴(kuò)展"EV-Globe提供距離

測(cè)量、線段剖面、折線剖面、區(qū)域淹沒、通視分析等三維GTS特色的空間分析功能。可

以在EV-Globe中看到煙霧、塵暴、火焰以及下雨、下雪等特殊效果。

特點(diǎn)：EV-Globe基于組件式開發(fā)，所有功能以控件或類的方式封裝在dll中，用戶

可以很方便進(jìn)行各種功能定制，甚至將EV-Globe嵌入各類信息系統(tǒng)中。EV-Globe具備在

普通PC機(jī)上就能實(shí)現(xiàn)的海量三維模型和影像流暢地進(jìn)行各項(xiàng)漫游操作的功能。此外在

EV-Globe服務(wù)器端，用戶可根據(jù)需要綁定常規(guī)GIS平臺(tái)如SuperMap,ArcGIS等。

發(fā)展歷程：EV-Glo展于2008年12月、2009年5月、7月分別發(fā)布了EV-GlobeSDK、

EV-GlcbeSea和EV-GlobeWeb版，并將于今年12月3日正式發(fā)布EV-Globe2.0。

產(chǎn)品形式：EV-GlobeSDK（開發(fā)包）、EV-GlobePro（數(shù)據(jù)瀏覽工具）、EV-GlobeCreater

（數(shù)據(jù)制作工具）、EV-GlobeDatasets（影像數(shù)據(jù)集）。

應(yīng)用：全國(guó)海島海岸帶三維可視化信息系統(tǒng)、中石油海外應(yīng)急系統(tǒng)、中國(guó)石油中長(zhǎng)

期油氣管網(wǎng)建設(shè)預(yù)測(cè)分析、寧波鎮(zhèn)海環(huán)保三維影像瀏覽系統(tǒng)、遨游天府一四川省地理空

間三維管理系統(tǒng)。

七重唱?武大吉奧信息技術(shù)有限公司：GeoGlobe一加入實(shí)時(shí)三維量測(cè)功能

介紹：GeoGlobe是武漢大學(xué)李德仁和龔建雅等教授花了近10年時(shí)間打造，由武漢大

學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下全球海量無(wú)縫空間數(shù)據(jù)組織、管

理與可視化軟件。GeoGlobe提供了一系列三維可視化及應(yīng)用的功能：可視化導(dǎo)航與操作、

可視化查詢與三維分析、興趣點(diǎn)標(biāo)注及定位等。還提供了二次開發(fā)功能，用戶可以根據(jù)

應(yīng)用的需要自行設(shè)計(jì)界面，調(diào)用所提供的動(dòng)態(tài)庫(kù)進(jìn)行二次開發(fā)。

特點(diǎn)：GeoGlobe具有和WorldWind相似的功能，加入了實(shí)時(shí)三維量測(cè)等功能。能同

時(shí)處理多種來(lái)源的數(shù)據(jù)，包括三維地形圖、航拍影像圖、三維模型，矢量數(shù)據(jù)，是Google

Earth所沒有的。GeoGlobe2.0提供了海量4D數(shù)據(jù)（DEM、DOM、DLG、DRG）、地名數(shù)據(jù)、

三維模型數(shù)據(jù)的完整解決方案。

發(fā)展歷程：GeoGlobe于2006年4月推出，現(xiàn)已推出至GeoGlobe2.0。

產(chǎn)品形式：GeoGlobeServerGeoGlobeBuilderGeoGlobeVieweru

八重唱?適普軟件有限公司：IMAGIS一管理意義上的“所見即所得”

介紹：IMAGIS三維可視地理信息系統(tǒng)是一套以數(shù)字正射影像（D0M）、數(shù)字地面模型

（DEM）、數(shù)字線劃圖（DLG）和數(shù)字柵格圖（DRG）作為處理對(duì)象的GIS系統(tǒng)。結(jié)合

了三維可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，完全再現(xiàn)管理環(huán)境下的真實(shí)情況，把所有管理對(duì)象

都置于一個(gè)真實(shí)的三維世界中，真正做到了管理意義上的“所見即所得”。

特點(diǎn)：IMAGIS在數(shù)據(jù)管理上采用了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)混合管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，二者

可以相互獨(dú)立存在，同時(shí)，柵格數(shù)據(jù)也可以作為矢量數(shù)據(jù)的屬性，以適應(yīng)不同情況下的

要求。

發(fā)展歷程：2003年3月推出IMAGISV2.3,2004年6月推出增強(qiáng)版本IMAGISV2.3.6,

并在該版本中正式推出IMAGISWeb3DVI.0中英文版本。

產(chǎn)品形式：

IMAGISEducation:三維可視地理信息系統(tǒng)教育版；

IMAGISClassic:三維可視地理信息系統(tǒng)；

IVAG1SMagixity:城市建模與可視化地理信息系統(tǒng)；

IVAGIS3DBrowser:影像快速漫游系統(tǒng)；

IVAGISWeb3D:三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)；

IMAGISSup3DBrowser:3DBrowser通用控件。

九重唱?偉景行數(shù)字城市科技有限公司：CityMaker一數(shù)字城市的三維應(yīng)用

介紹：CityMaker是數(shù)字城市三維可視化平臺(tái)，主要針對(duì)城市規(guī)劃領(lǐng)域，提供覆蓋

規(guī)劃設(shè)計(jì)、展示、評(píng)估、管理的全方位服務(wù)。提供從三維地理信息系統(tǒng)建設(shè)到應(yīng)用的全

面解決方案。通過(guò)CityMaker三維地理信息平臺(tái)，可以疊加顯示城市面貌、規(guī)劃圖則、

戶籍信息、監(jiān)控視頻等各種二三維數(shù)據(jù)，還可快速集成已有專業(yè)系統(tǒng)，開展基于網(wǎng)絡(luò)的

三維專業(yè)應(yīng)用。

特點(diǎn)：是面向規(guī)劃設(shè)計(jì)師和建筑師的三維輔助設(shè)計(jì)軟件，它將虛擬可視化技術(shù)融入

設(shè)計(jì)過(guò)程，讓設(shè)計(jì)師在三維環(huán)境下進(jìn)行城市的設(shè)計(jì)、評(píng)估、分析和交流-它可以與3dsMAX

等建模軟件配合使用，支持材質(zhì)編輯和物體運(yùn)動(dòng)編輯，支持火焰、噴泉、爆炸和雨雪等

虛擬現(xiàn)實(shí)效果的制作等。

產(chǎn)品形式：

CityMakerNetwork:專業(yè)的城市級(jí)三維地理空間信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)；

CityMakerProfessional:專業(yè)的城市規(guī)劃三維分析軟件；

CityMakerBuilder:城市級(jí)三維地理空間創(chuàng)建軟件平價(jià)；

CityMakerDesigner:面向規(guī)劃設(shè)計(jì)師和建筑師的三維輔助設(shè)計(jì)軟件；

CityMakerSimulationSystem:專業(yè)的多通道三維模擬仿真軟件。

應(yīng)用：數(shù)字北京、數(shù)字斯圖加特、虛擬圓明園、上海世博會(huì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等。

十重唱?杭州阿拉丁信息科技股份有限公司：AlaGIS一網(wǎng)絡(luò)仿真城市E都市的同門

介紹：AlaGIS與全球首個(gè)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)仿真城市E都市同屬于杭州阿拉丁公司，采用

面向網(wǎng)絡(luò)的分布式空間信息應(yīng)用服務(wù)支撐平臺(tái)，集二維、三維、遙感影像于一體，全面

整合了GIS與數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多種計(jì)算機(jī)主流技術(shù)。

特點(diǎn)：二三維疊加是AlaGIS的主要特點(diǎn)，AlaGIS平臺(tái)采用的合理的二三維映射使二

維圖形和三維圖形的數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了二維圖形和三維圖形的有效結(jié)合，通過(guò)

二三維的切換或者透明度變化來(lái)達(dá)到所期望的圖形效果。

應(yīng)用：三維地名管理系統(tǒng)、三維警務(wù)地理信息系統(tǒng)、三維數(shù)字房產(chǎn)管理系統(tǒng)、三維

稅源網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、三維旅游展示管理平臺(tái)等。

十一重唱?北京靈圖軟件技術(shù)有限公司：VRMap一首次在微機(jī)上再現(xiàn)真三維景觀

介紹：三維地理信息系統(tǒng)軟件VRMap實(shí)現(xiàn)了VR和GIS技術(shù)的完美結(jié)合，可以根據(jù)衛(wèi)

星影像、航空影像、電子地圖、高程數(shù)據(jù)、城市模型數(shù)據(jù)、虛擬效果數(shù)據(jù)生成虛擬地理

場(chǎng)景；通過(guò)VRMap提供的二次開發(fā)包，可實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、國(guó)土、電信、交通、水利等各行業(yè)

的專業(yè)分析。

特點(diǎn)：VRMap采用J2EE體系架構(gòu)，快速、靈活構(gòu)建基于Web的三維業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)；

同時(shí)VRMap提供城市級(jí)別的基于網(wǎng)絡(luò)的海量精細(xì)場(chǎng)景，可快速建立三維應(yīng)用。

發(fā)展歷程：從2000年誕生的VRMapl.O至今，VRMap產(chǎn)品已升級(jí)到4.0。但是受2007

年底靈圖公司裁員事件影響，原VRMap團(tuán)隊(duì)成員流失較為嚴(yán)重，產(chǎn)品后續(xù)發(fā)展堪憂。

產(chǎn)品形式：VRMap標(biāo)準(zhǔn)版、VRMap專業(yè)版、VRMap企業(yè)版。

十二重唱?北京海澄華圖科技有限公司：NEOMAPVPlatform—靈圖VRMap的變身

介紹：NEOMAPVPlatform的簡(jiǎn)稱是NVP,它可以在網(wǎng)絡(luò)發(fā)布全球高精度DEM/DOM/DLG

數(shù)據(jù)和特大城市級(jí)三維精細(xì)模型。NVP提供服務(wù)接口：支持靈活的二次開發(fā)和二三維一體

化應(yīng)用。NVP包含三維數(shù)據(jù)處理、三維場(chǎng)景整合、三維網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)、三維數(shù)據(jù)瀏覽、運(yùn)

維支撐、二次開發(fā)SDK共六個(gè)子系統(tǒng)。

特點(diǎn)：NVP的多項(xiàng)核心技術(shù)，包括高效的海量空間數(shù)據(jù)管理技術(shù)、海量三維數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

發(fā)布技術(shù)、地形、影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓縮技術(shù)、多精度地形、影像數(shù)據(jù)融合技犬，處于國(guó)內(nèi)

外領(lǐng)先水平，在對(duì)于三維GIS系統(tǒng)最重要的海量數(shù)據(jù)支持、穩(wěn)定性、二次開發(fā)支持、三

維效果方面有顯著優(yōu)勢(shì)。

發(fā)展歷程：2008年8月成立公司，隨即推出NEOMAPVPlatform。

產(chǎn)品形式：三維數(shù)據(jù)處理、三維場(chǎng)景整合、三維網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)、三維數(shù)據(jù)瀏覽、運(yùn)

維支撐、二次開發(fā)SDK。

應(yīng)用：數(shù)字延吉城市地理信息共享平臺(tái)、蘇州市基礎(chǔ)地理信息共享平臺(tái)、青島市南

區(qū)空間信息服務(wù)平臺(tái)及應(yīng)用、秦皇島城市管理局。

十三重唱?中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、北京視寶衛(wèi)星圖像公司、北京星天地信息科技公司：

數(shù)據(jù)地球(中國(guó))一衛(wèi)星、航空、地面三種采集方式的集成

介紹：數(shù)據(jù)地球(中國(guó))(DataEarthChina)是我國(guó)第一個(gè)集數(shù)據(jù)與軟件一體化

的三維地理空間信息系統(tǒng)，它在國(guó)家863計(jì)劃地球觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域項(xiàng)目支持下，由

中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、視寶公司和北京星天地公司三家聯(lián)合研發(fā)的新一代自主產(chǎn)權(quán)的

三維地理空間信息服務(wù)平臺(tái)，標(biāo)志著我國(guó)已擁有基于衛(wèi)星、航空、地面三種方式采集到

的地理信息綜合開發(fā)而成的三維立體地理空間信息系統(tǒng)。

特點(diǎn)：該平臺(tái)集成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的Uniscope三維GIS引擎技術(shù)，覆蓋全域的高分辨率

衛(wèi)星影像(CBERS-02B.SP0T5)、較高精度的地形高程數(shù)據(jù)、導(dǎo)航用道路和P0I等矢量信

息，符合保密規(guī)定的政府用戶還可以享受航空影像數(shù)據(jù)服務(wù)，是數(shù)據(jù)和平臺(tái)，航天和航

空、宏觀和微觀、矢量和柵格相結(jié)合的新一代三維地理信息產(chǎn)品。

發(fā)展歷程：2009年9月發(fā)布。

應(yīng)用：城市應(yīng)急指揮、國(guó)防信息化建設(shè)、國(guó)土資源管理、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)

害防治等。

十四重唱?武漢地大信息科技發(fā)展有限公司：InfoEarthTelluroMap—三維應(yīng)用系統(tǒng)集

成

介紹：InfoEarthTelluroMap采用面向Internet的分布式計(jì)算技術(shù)和三維可視化技

術(shù)，支持跨區(qū)域、跨網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜大型網(wǎng)絡(luò)三維應(yīng)用系統(tǒng)集成。為海量三維空間數(shù)據(jù)的發(fā)

布提供了可擴(kuò)展的開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)者可以方便、靈活地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)的共享和三維

可視化。

特點(diǎn)：InfoEarthTelluroMap基于主流技術(shù)平臺(tái)。NET開發(fā)，產(chǎn)品開放性好、架構(gòu)

靈活、三維功能和GIS功能強(qiáng)大、支持TB級(jí)海量空間和三維模型數(shù)據(jù)發(fā)布和應(yīng)用。

產(chǎn)品形式：

InfoEarthTelluroMapServer:服務(wù)器端應(yīng)用程序和組件庫(kù)；

InfoEarthTelluroMapGlobeEngine:基于組件技術(shù)的三維可視化組件；

InfoEarthTelluroMapMap:基于Ajax的WebGTS客戶端組件;

InfoEarthTelluroMapFusion:空間數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)入庫(kù)、預(yù)處理模塊。

應(yīng)用：數(shù)字漢江、數(shù)字地大、移動(dòng)基站三維地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、山洪（災(zāi)害）

預(yù)警系統(tǒng)工程解決方案等。

十五重唱?北京朝夕科技有限責(zé)任公司：DrawseeEarth一在線開發(fā)的三維地理信息系統(tǒng)

介紹：DrawseeEarth是結(jié)合三維和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)三維GIS開發(fā)平臺(tái)，構(gòu)建企業(yè)

級(jí)B/S結(jié)構(gòu)三維行業(yè)應(yīng)用的工具。它基于Microsoft.NET與ActiveX軟件平臺(tái)，通過(guò)海

量數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流傳輸、三維模型高速顯示等技術(shù)，把衛(wèi)星影像、數(shù)字高程、普

通矢量地圖、精細(xì)建筑模型等數(shù)據(jù)融合到一起。

特點(diǎn)：DrawseeEarth不僅可以提供三維場(chǎng)景可視化、海量數(shù)據(jù)管理，而是結(jié)合行業(yè),

提供三維場(chǎng)景動(dòng)態(tài)模擬分析。將三維場(chǎng)景各類實(shí)體的可預(yù)見態(tài)勢(shì)、不可預(yù)見態(tài)勢(shì)，通過(guò)

動(dòng)態(tài)分析真實(shí)展現(xiàn)出來(lái)。

產(chǎn)品形式：

DrawseeEarthDesk:數(shù)據(jù)融合工具；

DrawseeEarthServer:數(shù)據(jù)服務(wù)器；

DrawseeEarthViewer:客戶端插件。

應(yīng)用：三維森林防火指揮系統(tǒng)、三維油罐監(jiān)控系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)3DGPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)等。

十六重唱?北京超維創(chuàng)想信息技術(shù)有限公司：Creatar一真三維地學(xué)信息系統(tǒng)

介紹：Creatar1.0三維地學(xué)信息系統(tǒng)是超維創(chuàng)想公司基于北京大學(xué)科研實(shí)力進(jìn)行技

術(shù)創(chuàng)新，自主研發(fā)的新一代真三維地學(xué)信息系統(tǒng)系列軟件。該軟件是我國(guó)第一個(gè)參加科

技部軟件測(cè)評(píng)的真三維地學(xué)信息系統(tǒng)軟件。

特點(diǎn)：完善的三維空間信息基礎(chǔ)服務(wù)、開放的系統(tǒng)平臺(tái)、多應(yīng)用模式支持。

應(yīng)用：城市地質(zhì)、巖土工程、環(huán)境地質(zhì)、礦產(chǎn)資源勘查等眾多地學(xué)相關(guān)領(lǐng)域。

十七重唱?北京超圖軟件股份有限公司：SuperMapiSpace一二三維一體化的三維GIS模

塊

介紹：SuperMapiSpace是SuperMapUGC新增三維GTS模塊的產(chǎn)品研發(fā)代號(hào)。采用

了SuperMapSDX+空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)高效地、一體化地存儲(chǔ)和管理二維三維空間數(shù)據(jù)，升

級(jí)了二維顯示的功能，不僅能夠支持將二維的GIS數(shù)據(jù)和地圖直接加載到真三維場(chǎng)景中

進(jìn)行顯示，而且可以在二維窗口中顯示三維數(shù)據(jù)，在二維地圖中使用三維符號(hào)，真正實(shí)

現(xiàn)了二維三維數(shù)據(jù)一體化。

特點(diǎn)：二維三維數(shù)據(jù)一體化、多元數(shù)據(jù)無(wú)縫集成、多元數(shù)據(jù)無(wú)縫集成、三維web瀏

覽等；提供基本的三維空間分析能力包括：量算分析、查詢統(tǒng)計(jì)分析、通視性分析。

發(fā)展歷程：2009年10月在超圖用戶大會(huì)上宣布，但目前尚未看到成熟的產(chǎn)品°

十八重唱?中地?cái)?shù)碼集團(tuán)：MapGIS-TDE一地上、地表、地下的三維空間數(shù)據(jù)模型

介紹：MAPGIS-TDE三維處理平臺(tái)是中地公司在MAPGIS7.0中推出的一套支持真三

維數(shù)據(jù)處理及3DGIS應(yīng)用項(xiàng)目二次開發(fā)平臺(tái)。采用三維空間數(shù)據(jù)模型、構(gòu)模算法、三維

可視化技術(shù)及框架加插件的軟件體系結(jié)構(gòu)，具備集成管理地上、地表、地下的三維空間

模型的能力，可以管理從2.5維到3維、從矢量到柵格等多種三維空間數(shù)據(jù)模型，并提

供多種模型建立、管理及顯示的工具及接口。

特點(diǎn)：MAPGIS-TDE在提供一般三維空間數(shù)據(jù)模型及其管理功能的基礎(chǔ)上，平臺(tái)允許

針對(duì)特定應(yīng)用領(lǐng)域動(dòng)態(tài)擴(kuò)展建模及其分析功能插件，以適應(yīng)特定的三維應(yīng)用。

應(yīng)用：MAPGIS三維數(shù)碼景觀系統(tǒng)、MAPGIS工程勘察信息系統(tǒng)、MAPGIS城市地質(zhì)信

息系統(tǒng)、MAPGIS綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)等。

十九重唱?廣州市紅鵬直升機(jī)應(yīng)用服務(wù)有限公司：真三維地理信息系統(tǒng)一航空攝影測(cè)量

的延伸

介紹：紅鵬真三維地理信息系統(tǒng)是以普通數(shù)字地圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),

將高程數(shù)據(jù)用形象的方式表現(xiàn)出來(lái)；同時(shí)運(yùn)用多媒體和三維可視化技術(shù)將圖形、圖像、

文字和數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的窗口系統(tǒng)下管理，使其具有虛擬、動(dòng)態(tài)、交互等特征。

特點(diǎn)：紅鵬真實(shí)三維數(shù)字地圖不同于其它城市虛擬仿真系統(tǒng)，而是利用其自身優(yōu)勢(shì),

從低空(300米)獲取高分辨率的航空影像。同時(shí)，高分辨率的航空影像也有助于量測(cè)出

精準(zhǔn)的城市建筑的空間尺度。三維數(shù)字地圖的平均誤差不超過(guò)1.5米。利用航空攝影測(cè)

量的方式，可以快捷、準(zhǔn)確、低成本地構(gòu)建大范圍的城市三維地圖。

尾聲

5、技術(shù)的進(jìn)步和用戶需求的拉動(dòng)在GIS從二維向三維的發(fā)展中起到了決定性的作

用。GIS的三維時(shí)代，已經(jīng)悄然來(lái)臨并廣泛應(yīng)用發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)與空間技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)

展，GIS將由各自分開獨(dú)立的系統(tǒng)走向兼容與集成；由二維走向三維和四維，由單機(jī)

走向網(wǎng)絡(luò)，并最終走向社會(huì)和家庭。

三維圖形GIS開發(fā)工具，例如OpenGL,函數(shù)庫(kù)：

OpenGL是一個(gè)開放的三維圖形軟件包，它獨(dú)立于窗口系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，以它為基礎(chǔ)

開發(fā)的應(yīng)用程序可以十分方便地在各種平臺(tái)間移植；OpenGL可以與VisualC++緊密接口，

便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的有關(guān)計(jì)算和圖形算法，可保證算法的正確性和可靠性；OpenGL使用簡(jiǎn)

便，效率高。它具有七大功能：

(1)建模：OpenGL圖形庫(kù)除了提供基本的點(diǎn)、線、多邊形的繪制函數(shù)外，還提供了復(fù)雜

的三維物體(球、錐、多面體、茶壺等)以及復(fù)雜曲線和曲面繪制函數(shù)。

(2)變換：OpenGL圖形庫(kù)的變換包括基本變換和投影變換。基本變換有平移、旋轉(zhuǎn)、變

比鏡像四種變換，投影變換有平行投影(又稱正射投影)和透視投影兩種變換。其變換

方法有利于減少算法的運(yùn)行時(shí)間，提高三維圖形的顯示速度。

(3)顏色模式設(shè)置：OpenGL顏色模式有兩種，即RGBA模式和顏色索引(ColorIndex)。

(4)光照和材質(zhì)設(shè)置：OpenGL光有輻射光(EmittedLight)、環(huán)境光(AmbientLight)、

漫反射光(DiffuseLight)和鏡面光(SpecularLight)o材質(zhì)是用光反射率來(lái)表示。

場(chǎng)景(Scene)中物體最終反映到人眼的顏色是光的紅綠藍(lán)分量與材質(zhì)紅綠藍(lán)分量的反射

率相乘后形成的顏色。

(5)紋理映射(TextureMapping)。利用OpenGL紋理映射功能可以十分逼真地表達(dá)物

體表面細(xì)節(jié)。

(6)位圖顯示和圖象增強(qiáng)圖象功能除了基本的拷貝和像素讀寫外，還提供融合

(Blending).反走樣(Antialiasing)和霧(fog)的特殊圖象效果處理。以上三條可

使被仿真物更具真實(shí)感，增強(qiáng)圖形顯示的效果。

6、(7)雙緩存動(dòng)畫(DoubleBuffering)雙緩存即前臺(tái)緩存和后臺(tái)緩存，簡(jiǎn)言之，后

臺(tái)緩存計(jì)算場(chǎng)景、生成畫面，前臺(tái)緩存顯示后臺(tái)緩存已畫好的畫面。

7、此外，利用OpenGL還能實(shí)現(xiàn)深度暗示(DepthCue)、運(yùn)動(dòng)模糊(MotionBlur)

等特殊效果。從而實(shí)現(xiàn)了消隱算法。OpenGL設(shè)備運(yùn)用，目前瑞芯微2918芯片和英偉達(dá)芯

片Tegra2就是采用OpenGL2.0技術(shù)進(jìn)行圖形處理，而基于瑞芯微2918芯片方案代表是

臺(tái)電T760和微蜂X7平板電腦所采用到。

三維空間數(shù)據(jù)模型基本原理，尤其是集成模型，如矢量集成模型和CSG集成模型等：

TIN-CSG混合構(gòu)模是當(dāng)前城市3DGIS和3DCM構(gòu)模的主要方式，即以TIN模型表示地形表

面，以CSG模型表示城市建筑物，兩種模型的數(shù)據(jù)是分開存儲(chǔ)的。為了實(shí)現(xiàn)TIN與CSG

的集成，在TIN模型的形成過(guò)程中將建筑物的地面輪廓作為內(nèi)部約束，同時(shí)把CSG模型

中建筑物的編號(hào)作為TIN模型中建筑物的地面輪廓多邊形的屬性，并且將兩種模型集成

在一個(gè)用戶界面(李清泉，1998；孫敏等，2000)o這種集成是一種表面上的集成方式,

一個(gè)目標(biāo)只由一種模型來(lái)表示，然后通過(guò)公共邊界來(lái)連接，因此其操作與顯示都是分開

進(jìn)行。

一個(gè)三維空間數(shù)據(jù)模型應(yīng)具有目標(biāo)的幾何、語(yǔ)義和拓?fù)涿枋觯痪哂惺噶亢蜄鸥駭?shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)；能夠從已有的二維GIS獲取數(shù)據(jù)以及三維顯示和表示復(fù)雜目標(biāo)的能力。矢量柵格

集成的三維空間數(shù)據(jù)模型。

在這個(gè)模型中，空間目標(biāo)分為四大類，即點(diǎn)（0D）、線（1D）、面（2D）和體（3D）。

目標(biāo)的位置、形狀大小和拓?fù)湫畔⒍伎梢缘玫矫枋觥Ｆ渲心繕?biāo)的位置信息包含在空間坐

標(biāo)；目標(biāo)的形狀和大小信息包含在線、面和體目標(biāo)；目標(biāo)的拓?fù)湫畔谀繕?biāo)的幾何

要素和幾何要素之間的聯(lián)系中，而且模型中包含矢量和柵格結(jié)構(gòu)。模型中包含的各種目

標(biāo)及其數(shù)

據(jù)模型全面，但對(duì)具體的系統(tǒng)用什么樣的數(shù)據(jù)模型可視需要而定。

8、三維矢量模型是二維中點(diǎn)、線、面矢量模型在三維中的推廣。它將三維空間中的實(shí)體

抽象為三維空間中的點(diǎn)、線、面、體四種基本元素，然后以這四種基本幾何元素的集合

來(lái)構(gòu)造更復(fù)雜的對(duì)象。以起點(diǎn)、終點(diǎn)來(lái)限定其邊界，以一組型值點(diǎn)來(lái)限定其形狀；以一

個(gè)外邊界環(huán)和若干內(nèi)邊界環(huán)來(lái)限定其邊界，以一組型值曲線來(lái)限定其形狀；以一組曲面

來(lái)限定其邊界和形狀。矢量模型能精確表達(dá)三維的線狀實(shí)體、面狀實(shí)體和體狀實(shí)體的不

規(guī)則邊界，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式緊湊、數(shù)據(jù)量小，并能直觀地表達(dá)空間幾何元素間的拓?fù)潢P(guān)系,

空間查詢、拓?fù)洳樵儭⑧徑有苑治觥⒕W(wǎng)絡(luò)分析的能力較強(qiáng)，而且圖形輸出美觀，容易實(shí)

現(xiàn)幾何變換等空間操作，不足之處是操作算法較為復(fù)雜，表達(dá)體內(nèi)的不均一性的能力較

差，疊加分析實(shí)現(xiàn)較為困難，不便于空間索引

三維GIS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：

三維GIS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),分為數(shù)據(jù)層、核心層和用戶層,在該結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)三維地形

的生成與顯示,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的交互,并通過(guò)接口函數(shù)與ArcGISEngine開發(fā)工具包進(jìn)

行通信,對(duì)于部分簡(jiǎn)單的GIS功能,直接調(diào)用ArcGISEngine提供的工具按鈕實(shí)現(xiàn),對(duì)于復(fù)

雜的GIS功能,則通過(guò)Java3D編程方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

三維GIS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)采用面向?qū)ο箝_發(fā)語(yǔ)言JAVA和JAVA3D編程實(shí)現(xiàn),并充分利用

了ArcGISEngine提供的組件,有效地提高應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的開發(fā)效率,且具有良好的

用戶界面和完善的功能。最后，為了增加系統(tǒng)的交互性能,設(shè)計(jì)了菜單，工具欄,標(biāo)簽頁(yè)和

滾動(dòng)條等,用戶可以方便的操作

2.-tHtGIS^a

一忙就林敏的舶從哪皿觸雅加艮（嫩648）；

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隹橢麟，以聯(lián)岫麟柵.

高屋盡作健模和底層操作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)敷揭文件

播人

版數(shù)據(jù)以定義好的格式

產(chǎn)于表示方法的地物的

I建立和轉(zhuǎn)換

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