三維GIS應(yīng)用的普及時代帶來

三維GIS是GIS的重要發(fā)展趨勢

   GIS的優(yōu)勢在于能夠直觀直接地展示復(fù)雜的地理信息，同時具有強大的空間分析功能。隨著社會的發(fā)展，人們對地理信息的關(guān)注程度越來越高，因此對地理信息的獲取和使用也有了更高的要求。

   近年來，隨著E都市、都市圈、城市獵人等三維仿真電子地圖的涌現(xiàn)，三維地圖逐漸走進大眾的視野。Google

            Earth的橫空出世，更是令三維GIS備受關(guān)注。三維GIS不僅突破了空間信息在二維平面中單調(diào)展示的束縛，為信息判讀和空間分析提供了更好的途徑，也可為各行業(yè)提供更直觀的輔助決策支持。因此，空間信息的社會化應(yīng)用服務(wù)迫切需要三維GIS的支持，三維GIS已日益成為GIS發(fā)展的重要方向之一。

    三維GIS與二維GIS

    三維GIS與二維GIS一樣，需要具備最基本的空間數(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。相比于二維GIS，三維GIS具有以下優(yōu)勢。

     空間信息的展示更為直觀。從人們懂得通過空間信息來認識和改造世界開始，空間信息主要是以圖形化的形式存在的。然而，用二維的圖形界面展示空間信息是非常抽象的，只有專業(yè)的人士才懂得使用。相比二維GIS，三維GIS為空間信息的展示提供了更豐富、逼真的平臺，使人們將抽象難懂的空間信息可視化和直觀化，人們結(jié)合自己相關(guān)的經(jīng)驗就可以理解，從而做出準(zhǔn)確而快速的判斷。毫無疑問，三維GIS在可視化方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。雖然三維GIS的動態(tài)交互可視化功能對計算機圖形技術(shù)和計算機硬件也提出了特殊的要求，但是一些先進的圖形卡、工作站以及帶觸摸功能的投影設(shè)備的陸續(xù)問世，不僅完全可以滿足三維GIS對可視化的要求，還可以帶來意想不到的展示和體驗效果。

     多維度空間分析功能更加強大?？臻g信息的分析過程，往往是復(fù)雜、動態(tài)和抽象的，在數(shù)量繁多、關(guān)系復(fù)雜的空間信息面前，二維GIS的空間分析功能常具有一定的局限性，如淹沒分析、地質(zhì)分析、日照分析、空間擴散分析、通視性分析等高級空間分析功能，二維GIS是無法實現(xiàn)的。由于三維數(shù)據(jù)本身可以降維到二維，因此三維GIS自然也能包容二維GIS的空間分析功能。三維GIS強大的多維度空間分析功能，不僅是GIS空間分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分體現(xiàn)了GIS的特點和優(yōu)越性。

     當(dāng)然，三維GIS并不能完全取代二維GIS，三維GIS仍面臨一些問題和技術(shù)瓶頸。

     昂貴的數(shù)據(jù)投入。對于GIS來說，數(shù)據(jù)為王是最恰當(dāng)不過的。再好的系統(tǒng)，缺乏實時、全面的空間數(shù)據(jù)時只能是個擺設(shè)。顯然，數(shù)據(jù)的獲取對GIS來說至關(guān)重要。與二維空間數(shù)據(jù)相比，三維空間數(shù)據(jù)的獲取成本更為昂貴，尤其是大面積的三維場景建模。長期以來，三維空間數(shù)據(jù)獲取的效率低下和高成本都成為阻礙三維GIS技術(shù)發(fā)展的重要因素。

     海量數(shù)據(jù)處理的技術(shù)瓶頸。海量信息管理，空間分析，以及空間數(shù)據(jù)組織是GIS的核心和關(guān)鍵問題，是對現(xiàn)實世界的抽象和表達。隨著遙感影像、DEM以及大量的三維模型等空間數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用，數(shù)據(jù)量急劇增加，處理海量數(shù)據(jù)便成為三維GIS所必須面對的技術(shù)難題。目前，幾乎所有的三維GIS平臺都在致力于突破這一技術(shù)瓶頸。

   除了在數(shù)據(jù)獲取和處理方面的技術(shù)瓶頸，三維GIS還要跨越一些技術(shù)難點，如海量存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)共享等，究其根源在于三維GIS缺乏三維空間分析的理論支撐。

     突破技術(shù)瓶頸是GIS走向三維時代的關(guān)鍵

     每一項新興的技術(shù)，都是在曲折中前進的，三維 #p#page_title#e#GIS技術(shù)也是如此。雖然三維GIS還面臨一些問題，但這些問題正逐步被解決。

      近年來三維數(shù)據(jù)獲取技術(shù)有了重大進步，特別是航空與近景攝影測量、機載與地面激光掃描、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。技術(shù)的提高使得獲取數(shù)據(jù)的成本也大大降低，為三維GIS技術(shù)的普及提供了重要的基礎(chǔ)條件。

      計算機軟硬件的飛速發(fā)展，使得海量地理信息為大眾服務(wù)不再可望而不可及。目前主流的三維GIS平臺通過采用圖像繪制加速技術(shù)，多層次模型以及動態(tài)加載技術(shù)，實現(xiàn)了對大范圍、多尺度的多源海量三維數(shù)據(jù)的快速瀏覽和處理，使得人們在普通PC機上就能輕松實現(xiàn)對海量三維模型和影像的各項漫游操作。

      盡管我們無法知道GIS從二維到三維的跨越何時能夠完成，然而三維空間分析處理技術(shù)正在逐日拉近GIS與普通大眾之間的距離。如何突破技術(shù)瓶頸是GIS走向三維時代的關(guān)鍵。

  GIS的三維時代已經(jīng)來臨

     鑒于三維GIS的諸多優(yōu)點，三維GIS目前已經(jīng)在城市規(guī)劃、軍事仿真、通信基站選址、綜合應(yīng)急等許多行業(yè)和領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。同時，越來越多的GIS廠商都看到了三維GIS市場的發(fā)展?jié)摿Α３藝獾娜SGIS平臺Skyline、開放源代碼的World Wind以及Google公司的Google Earth以外，國內(nèi)也涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的三維GIS平臺，如北京國遙新天地信息技術(shù)有限公司開發(fā)的EV-Globe、適普軟件有限公司的IMAGIS，靈圖軟件技術(shù)有限公司的VRMap、武漢地大信息科技發(fā)展有限公司的InfoEarth TelluroMap等?？傮w說來，各大三維GIS廠商在技術(shù)上各有所長。

    Skyline具有強大空間信息展示功能，支持交互式繪圖工具，提供三維測量及地形分析工具，提供數(shù)據(jù)庫接口支持如Oracle，ArcSDE，擁有強大數(shù)據(jù)處理能力。Skyline在專業(yè)的空間分析尚有不足，如缺少淹沒分析。由于Skyline是外國三維平臺，最新版本都無漢化版本，本地化的速度也比較慢。

    EV-Globe的地圖服務(wù)器不但兼容了二維GIS絕大部分的功能，如點選查詢、框選查詢、圓選查詢等基本功能，而且可以提供一般三維GIS平臺不具備的緩沖區(qū)分析、最優(yōu)路徑分析等強大功能，同時，還提供距離測量、線段剖面、折線剖面、區(qū)域淹沒、通視分析等三維GIS特色的空間分析功能。此外，用戶還可以在EV-Globe中看到煙霧、塵暴、火焰以及下雨、下雪等特殊效果。EV-Globe在空間分析上的優(yōu)勢，可以說是集二維GIS與三維GIS之長，受到國內(nèi)市場的青睞。

     IMAGIS具有真實表面紋理的三維空間場景的快速重建與虛擬建模的完美無縫結(jié)合、基于真實三維場景的各種空間分析和屬性管理功能、與數(shù)據(jù)量無關(guān)的海量影像數(shù)據(jù)顯示管理功能等。它所具有的ODBC數(shù)據(jù)庫接口和開放式的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)能使其真正實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)管理、分析、顯示和漫游等功能，并可實現(xiàn)與ArcInfo、MapInfo的無縫鏈接。

       VRMap采用J2EE體系架構(gòu)，可快速、靈活構(gòu)建基于Web的三維業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)；同時VRMap提供城市級別的基于網(wǎng)絡(luò)的海量精細場景，可以快速建立三維應(yīng)用。

      InfoEarth TelluroMap基于主流技術(shù)平臺.NET開發(fā)，產(chǎn)品開放性好、架構(gòu)靈活、三維功能和GIS功能強大、支持TB級海量空間和三維模型數(shù)據(jù)發(fā)布和應(yīng)用。

       雖然三維GIS是未來GIS的重要發(fā)展趨勢之一，但是三維GIS在一定程度上更是對二維GIS的擴展與增強，因為只有同時提供多維空間信息才能滿足GIS日益強烈的社會化需求。技術(shù)的進步和用戶需求的拉動在GIS從二維向三維的發(fā)展中起到了決定性的作用。毫無疑問， #p#page_title#e#GIS的三維時代，已經(jīng)悄然來臨。