三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)綜述
1、引言
《自然》雜志刊登的文章“地圖制圖的時機(jī)”把地球空間信息技術(shù)（geotech-nologies）看成是世界上繼生物技術(shù)（biotechnology）和納米技術(shù)（nanotechnology）之后發(fā)展最為迅速的第三大新技術(shù)，而遙感技術(shù)（RS）與地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）則是地球空間技術(shù)的核心內(nèi)容（Gewin，2004）。特別是GIS技術(shù)已經(jīng)成為空間數(shù)據(jù)處理、集成和可視化最成功的技術(shù)之一，并作為地球空間信息處理的有效工具極大地推動了地球空間技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。雖然關(guān)于GIS的定義有許多不同，但幾乎都公認(rèn)GIS是一個以空間數(shù)據(jù)（信息）為中心的系統(tǒng)，這一點(diǎn)從美國攝影測量與遙感學(xué)會給出的定義即可見一般：“GIS是一個對地球空間信息進(jìn)行編碼、存儲、轉(zhuǎn)換、分析和顯示的信息系統(tǒng)”。由于GIS從地形圖演進(jìn)而來的歷史原因，現(xiàn)有的絕大多數(shù)GIS都使用二維數(shù)據(jù)描述地理對象，即所有的對象都通過二維坐標(biāo)（X,Y或經(jīng)緯度）進(jìn)行表示。這樣的GIS因此又被認(rèn)為是二維GIS。眾所周知，地球空間信息區(qū)別于其他類型信息的最顯著標(biāo)志是其地域性（territorial）、多維結(jié)構(gòu)特性（multidimensional structure）和動態(tài)變化特性（dynamic changes）。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的迅速發(fā)展，具有處理真三維數(shù)據(jù)能力的三維GIS的發(fā)展受到了極大的關(guān)注。顯然，對現(xiàn)實(shí)世界中三維對象的逼真表示需要三維的方法。三維GIS則使用三維數(shù)據(jù)描述地理對象，即所有的對象都通過三維立體坐標(biāo)（X，Y，Z或經(jīng)緯度與高程）進(jìn)行表示。三維GIS在日益增長的三維空間信息需求的牽引和蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代新興技術(shù)的驅(qū)動下得到了穩(wěn)步的發(fā)展。首先，諸如城市、海洋、大氣、地下工程和軍事等重大領(lǐng)域問題的完整解決和空間信息的社會化應(yīng)用服務(wù)迫切需要三維GIS的支持；其次，三維空間數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的發(fā)展極大地方便了各種規(guī)模不同細(xì)節(jié)程度三維空間數(shù)據(jù)的可得性；再有，信息與通信技術(shù)的進(jìn)步為更有效地處理和利用海量三維空間數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)有力的支撐。從二維GIS到三維GIS，雖然空間維數(shù)只增加了一，但基于此既可以包容幾乎所有豐富的空間信息，也可以突破常規(guī)二維表示對形式的束縛，為更好地洞察和理解現(xiàn)實(shí)世界提供了多種多樣的選擇。但其由此也面臨大量更加復(fù)雜的問題，如數(shù)據(jù)量急劇增加、空間關(guān)系錯綜復(fù)雜、真實(shí)感實(shí)時可視化等。在空間上從二維表示到三維表示日益成為GIS的主要發(fā)展方向之一，并趨向于對現(xiàn)實(shí)世界的增強(qiáng)表示與延伸——“虛擬地理環(huán)境”。
實(shí)際上，三維GIS與二維GIS一樣，都要提供最基本的空間數(shù)據(jù)處理功能如數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表現(xiàn)等。盡管有關(guān)三維GIS的研究與實(shí)踐在國內(nèi)外已經(jīng)十分廣泛，但大多數(shù)成果由于立足于特定的有限領(lǐng)域而且都還是分散的、不全面的。比如，三維GIS當(dāng)前的應(yīng)用實(shí)踐還主要局限在三維可視化與逼真的視覺表現(xiàn)方面，而其重要的三維分析與三維操作功能也都還很有限，三維模型數(shù)據(jù)的獲取成本依然很高，市場上還沒有象傳統(tǒng)二維GIS軟件一樣得到公認(rèn)的可以滿足大多數(shù)應(yīng)用需要的成熟的商品化三維GIS軟件（Zlatanova， et al., 2002；Stoter and Zlatanova, 2003）。為此，本文將探討國內(nèi)外有關(guān)三維GIS技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐方面的進(jìn)展和動態(tài)。而有關(guān)三維GIS的基本問題如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、拓?fù)潢P(guān)系、空間索引、多尺度表示等。
2、三維GIS的數(shù)據(jù)獲取技術(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量、機(jī)載與地面激光掃描、地面移動測量與GPS等傳感器的精度與速度都有了明顯的提高（Batty，et al, 2000；Stoter and Zlatanova, 2003）。大量的研究致力于地物（尤其是人工地物）的三維自動重建，而依據(jù)分辨率、精度、時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： #p#page_title#e#
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；
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，該方法相對比較費(fèi)時和昂貴，自動化程度還不高；
基于點(diǎn)群的方法，利用激光掃描和地面移動測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。
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、人工測量）和GIS/CAD導(dǎo)出數(shù)據(jù)三種（Brenner and Haala, 2001；Shiode，2001）。不同的數(shù)據(jù)源對應(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用于大范圍三維模型數(shù)據(jù)獲取、車載數(shù)字?jǐn)z影測量方法適用于走廊地帶建模、地面攝影測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，但這無疑是最有潛力的三維模型數(shù)據(jù)自動獲取技術(shù)之一。基于已有二維GIS數(shù)據(jù)的簡單建模方法具有成本低、自動化程度高的優(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?；贑AD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（Image based 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)感的場景表達(dá)，能夠較好的解決三維建模過程中模型復(fù)雜度與繪制的真實(shí)感和實(shí)時性三者之間的矛盾，大大簡化了復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作。因此也被越來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)模擬的若干問題”一文中有詳細(xì)介紹。
隨著三維GIS的深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們越來越關(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，也帶來了數(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)不是簡單的一一對應(yīng)或者擴(kuò)展，三維空間數(shù)據(jù)庫的建設(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)安全和有效存儲與管理等問題日益突出，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)鍵問題之一。
3、三維GIS的數(shù)據(jù)管理技術(shù)
從二維GIS轉(zhuǎn)換到成熟的三維GIS時，數(shù)據(jù)管理成為熱點(diǎn)問題之一。逼真的三維表示不僅具有多種細(xì)節(jié)層次的幾何表達(dá)，還提供具有相片質(zhì)感的表面描述如逼真的材質(zhì)和紋理特征以及其他相關(guān)的屬性信息（Gruber and Wilmersdorf，1997）。因此有關(guān)紋理與材質(zhì)參數(shù)等也是數(shù)據(jù)庫的重要內(nèi)容。大量柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用導(dǎo)致數(shù)據(jù)量急劇增加，“海量”一詞則是對此最形象的描述，這里的“海量”是指遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出計(jì)算機(jī)核心內(nèi)存容量的數(shù)據(jù)量。針對三維可視化交互的實(shí)時性要求，對海量數(shù)據(jù)的有效管理與調(diào)度已經(jīng)成為三維GIS的關(guān)鍵技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的二維GIS相比較，三維GIS對數(shù)據(jù)組織與管理又提出了許多新的更高的要求，如： #p#page_title#e#
不同類型數(shù)據(jù)的一體化管理；
多尺度模型（LOD）的集成應(yīng)用；
從數(shù)據(jù)庫到三維虛擬顯示的快速轉(zhuǎn)換，如必須只在當(dāng)前的視線范圍內(nèi)選擇物體（金字塔或是圓錐內(nèi)）和動態(tài)裝載等，都要求新的數(shù)據(jù)模型和有效的空間索引機(jī)制。
傳統(tǒng)基于文件與關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合的GIS數(shù)據(jù)庫管理方式由于在數(shù)據(jù)安全性、多用戶操作、網(wǎng)絡(luò)共享及數(shù)據(jù)動態(tài)更新等方面已不能滿足日益增長的需要?，F(xiàn)有的對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ORDBMS）雖然還不直接支持三維空間對象，但其在保留關(guān)系數(shù)據(jù)庫優(yōu)點(diǎn)的同時，也采納了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的某些原理，具有將結(jié)構(gòu)性的數(shù)據(jù)組織成某種特定數(shù)據(jù)類型的機(jī)制，這使得它不僅能夠處理3D數(shù)據(jù)的復(fù)雜關(guān)系，也能將在邏輯上需要以整體對待的數(shù)據(jù)組織成一個對象，這為三維GIS的海量數(shù)據(jù)管理提供了一條切實(shí)可行的途徑。要滿足三維GIS在線的各種實(shí)時應(yīng)用（包括地理協(xié)同操作）需要，一方面要對多種類型多種尺度的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行精心的組織，以提供高效的數(shù)據(jù)檢索機(jī)制；同時，還需要優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，以提供快速的數(shù)據(jù)動態(tài)存取服務(wù)。
4、三維GIS的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)
視覺是理解空間最有用的感覺，因此三維GIS在很大程度上也依賴視覺表現(xiàn)提供更為豐富逼真（具有相片質(zhì)感）的信息，各種用戶結(jié)合自己相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)與理解就可以做出準(zhǔn)確而快速的空間決策。特別的，三維可視化能使人們只有抽象概念而難以直接感知的空間現(xiàn)象現(xiàn)實(shí)化和直觀化，比如剖析地下結(jié)構(gòu)、反演不會重現(xiàn)的歷史過程、推演未來發(fā)展、仿真復(fù)雜的時空現(xiàn)象（臺風(fēng)演進(jìn)、洪水淹沒、大氣污染、核電站泄漏事故影響、噪聲傳播、溫度和風(fēng)場變化）等，由此能獲得各種超越現(xiàn)實(shí)的空間感知經(jīng)驗(yàn)。目前，大多數(shù)三維GIS的三維能力甚至被認(rèn)為主要體現(xiàn)在三維可視化功能上，并且是區(qū)別于二維GIS最重要的特征之一。突出三維可視化功能的三維GIS在許多場合因此又被稱為“虛擬現(xiàn)實(shí)GIS”、“三維可視化GIS”等等（Haklay , 2002；張生德和王磊，2001）。三維可視化越來越多地成為GIS（不僅是三維GIS）的終端表現(xiàn)形式，并且被認(rèn)為是不同背景的用戶進(jìn)行空間信息交流和視覺分析與空間認(rèn)知的有效媒介。游雄教授與萬剛博士的“戰(zhàn)場可視化與數(shù)字地圖”一文則詳細(xì)介紹了三維GIS在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用——戰(zhàn)場環(huán)境仿真。與傳統(tǒng)二維GIS固定的視角或視點(diǎn)觀察效果明顯不同，當(dāng)用戶把視點(diǎn)放在三維空間（特別是透視投影空間）里時，不經(jīng)意的旋轉(zhuǎn)縮放和平移操作往往容易導(dǎo)致方位的迷失感，使得迅速定位產(chǎn)生困難。為了既能享受常規(guī)二維GIS地圖表示優(yōu)越的方位感，又能得到三維逼真顯示的真實(shí)感和沉浸感，多視點(diǎn)的多模態(tài)可視化視圖表示成為三維GIS最典型的界面特點(diǎn)。三維GIS基于數(shù)據(jù)庫能提供多種形式的交互式三維動態(tài)可視化功能，比如，較宏觀的飛越漫游能迅速把握整個空間分布包括地形特征和地物布局，較微觀的穿行漫游則能準(zhǔn)確分辨地形的微小變化和地物的明顯特征，而且在運(yùn)動中能及時更新可見的內(nèi)容并根據(jù)距離遠(yuǎn)近以不同的細(xì)節(jié)或尺度進(jìn)行表現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)交互式圖形處理中，實(shí)時動畫往往要求每秒25-30幀的圖形刷新頻率，也就是說所有的建模、光照和繪制等處理任務(wù)必須在大約17微妙的時間內(nèi)完成。所有這些對數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制和圖形繪制策略都提出了新的更高的要求。數(shù)據(jù)動態(tài)裝載、圖形漸進(jìn)描繪、多重細(xì)節(jié)層次（LOD: Levels of Detail）和虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)等因此成為三維GIS可視化的典型技術(shù)特征。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式計(jì)算技術(shù)和三維可視化技術(shù)的飛速發(fā)展，為分布式三維GIS技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了契機(jī)。特別是隨著各種小型化、便攜式的移動計(jì)算與顯示設(shè)備和無線技術(shù)的廣泛使用，三維GIS的分布呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，并正為人們提供日益廣泛的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)服務(wù)?，F(xiàn)有分布式三維GIS主要體現(xiàn)在網(wǎng)上三維可視化方面，并且絕大多數(shù)都是基于VRML實(shí)現(xiàn)的。而采用Java3D和插件等技術(shù)由于支持服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫管理與存取，因此在瀏覽器端可以實(shí)現(xiàn)在線空間查詢和分析等操作。 #p#page_title#e#
三維GIS海量數(shù)據(jù)的交互式真實(shí)感可視化對計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境也提出了特殊的要求，而且一些先進(jìn)的圖形卡和工作站已經(jīng)為此目的問世。除了一般的半沉浸式透視顯示方式以外，沉浸式真三維立體可視化平臺也越來越多地被用于三維GIS系統(tǒng)中。但隨著三維空間信息的普遍可得，越來越多的需求將是利用中低檔的桌面系統(tǒng)達(dá)到同樣的目的。因此，大多數(shù)研究還是主要針對普通個人計(jì)算機(jī)處理海量的三維GIS數(shù)據(jù)，而非SGI這樣大型的專用圖形工作站高端系統(tǒng)，畢竟此類系統(tǒng)還非常昂貴、難于推廣普及。特別值得關(guān)注的是中國四維測繪技術(shù)北京公司為此專門研制了系列大場景沉浸式真三維可視化硬件平臺，為三維GIS應(yīng)用提供了雙計(jì)算機(jī)雙投影儀、單工作站雙投影儀、單工作站四投影儀等不同的配置方案。
5、三維GIS的數(shù)據(jù)分析技術(shù)
隨著對地觀測和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，空間信息及其處理能力已得到極大的豐富和加強(qiáng)，人們渴望利用這些空間信息來認(rèn)識和把握地球和社會的空間運(yùn)動規(guī)律，進(jìn)行虛擬、科學(xué)預(yù)測和調(diào)控。三維GIS在提供三維視覺認(rèn)知的同時，還提供更深刻的解析的空間分析功能，而缺乏新的三維空間分析方法與功能正是制約三維GIS更廣泛深入的專業(yè)化應(yīng)用的主要瓶頸之一。
根據(jù)空間分析所處理的對象進(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?；趫D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已成為三維GIS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)知識發(fā)現(xiàn)的新方法、“面向解決與空間有關(guān)的問題”提供定量與定性結(jié)合的空間決策支持方向發(fā)展。
6、三維GIS軟件
雖然象二維GIS軟件一樣有能力解決從空間對象表達(dá)到分析與可視化比較寬泛空間問題的成熟的三維GIS商品化軟件還很難從市場上得到，但針對迅速增長的三維應(yīng)用需求，越來越多的GIS軟件都在強(qiáng)化其穩(wěn)健的三維能力。國外最典型的代表有：
ESRI的ArcView 3D Analyst，支持從2D到2.5D矢量數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)換，提供了對全球多分辨率數(shù)據(jù)進(jìn)行三維無縫可視化以及基本的空間查詢和表面分析的能力。
GEONOVA的DILAS，支持多細(xì)節(jié)層次的3D建模、基于Oracle對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理與存儲、基于XML的處理規(guī)則和基于WEB網(wǎng)絡(luò)的地學(xué)信息服務(wù)等。
國內(nèi)最典型的代表是2003年度國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)軟件測評表彰的三維GIS軟件：
適普軟件有限公司的“三維可視化地理信息系統(tǒng)IMAGIS”。
吉奧信息工程技術(shù)有限公司的“數(shù)碼城市地理信息系統(tǒng)CCGIS”。
靈圖軟件技術(shù)有限公司的“三維地理信息系統(tǒng)平臺VRMap”。
后續(xù)兩篇文章“面向三維對象的場景生成與GIS數(shù)據(jù)管理”與“數(shù)碼城市GIS及其應(yīng)用實(shí)踐”分別針對IMAGIS和CCGIS進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。而VRMap的最大技術(shù)特點(diǎn)是具有基于組件的開放式系統(tǒng)架構(gòu)、較完整的空間數(shù)據(jù)描述體系和靈活方便的高級視景仿真。在數(shù)字城市、軍事作戰(zhàn)指揮、電子沙盤及地形仿真、智能大廈、房地產(chǎn)展示、水利與自然災(zāi)害等專題分析與仿真、遙感測繪與土地管理、環(huán)保、氣象、地質(zhì)、石油化工、電信基站管理等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 #p#page_title#e#
無疑，這些3D GIS軟件在三維數(shù)據(jù)的可視化方面都各有所長，相比二維GIS軟件來說，其三維建模、三維操作與三維分析方面的功能還都很弱；而三維目標(biāo)重建、大規(guī)模三維模型數(shù)據(jù)的表示與導(dǎo)航、數(shù)據(jù)編輯與組織則仍然是其瓶頸（Stoter and Zlatanova, 2003）。由于越來越多的三維功能軟件都以組件和插件的形式被提供，因此即使在純粹的二維GIS中也能方便靈活地集成三維建模與三維可視化等功能，而且這些三維功能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的成功實(shí)現(xiàn)正引領(lǐng)三維GIS軟件及其應(yīng)用向更加大眾化的方向發(fā)展。這在一定程度上也說明三維GIS不是要取代二維GIS，而是對其的擴(kuò)展與增強(qiáng)，也只有同時提供多維地球空間數(shù)據(jù)處理的能力才能滿足日益廣泛的社會化需求。
結(jié)論
盡管象二維GIS一樣三維GIS在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用價值和潛力，但由于技術(shù)發(fā)展的不均衡性，至今其主要應(yīng)用還限于城市與區(qū)域規(guī)劃、軍事仿真與教育等少數(shù)傳統(tǒng)與GIS和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)聯(lián)系比較緊密的專業(yè)領(lǐng)域，并且大多限定在視覺表現(xiàn)的應(yīng)用范疇。實(shí)際上，相比于二維GIS，由于三維GIS具有多維信息處理、表達(dá)和分析的特點(diǎn)，在城市應(yīng)急反應(yīng)、虛擬旅游、智能交通、城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)、電子商務(wù)與小區(qū)管理、無線通信基站選址、城市微氣候和大氣污染模擬、噪聲分析、地質(zhì)與地下管線等十分廣闊的領(lǐng)域，特別是在空間信息的社會化服務(wù)中，基于三維GIS的應(yīng)用都有著越來越明顯的優(yōu)越性和不可替代性?？傊?，三維GIS技術(shù)從軟件到硬件、從多源數(shù)據(jù)獲取技術(shù)到數(shù)據(jù)庫一體化管理技術(shù)、多維數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用與動態(tài)可視化技術(shù)等已得到較全面的研究和實(shí)踐，并在商品化過程中取得了重要的進(jìn)展，有關(guān)成果被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域的實(shí)際工程。尤其在三維數(shù)據(jù)獲取和海量數(shù)據(jù)動態(tài)可視化方面具有鮮明特色，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。當(dāng)然，這些研究實(shí)踐在基于三維空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜分析與決策支持方面的能力還較弱，三維GIS的網(wǎng)絡(luò)化與標(biāo)準(zhǔn)化等問題也有待進(jìn)一步深化和完善。
