三維GIS是GIS的重要發(fā)展趨勢(shì)

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

   近年來(lái)，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(jìn)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(huì)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(shì)。

     空間信息的展示更為直觀。從人們懂得通過(guò)空間信息來(lái)認(rèn)識(shí)和改造世界開(kāi)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(zhuān)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(tái)，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(yàn)就可以理解，從而做出準(zhǔn)確而快速的判斷。毫無(wú)疑問(wèn)，三維GIS在可視化方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。雖然三維GIS的動(dòng)態(tài)交互可視化功能對(duì)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和計(jì)算機(jī)硬件也提出了特殊的要求，但是一些先進(jìn)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(wèn)世，不僅完全可以滿(mǎn)足三維GIS對(duì)可視化的要求，還可以帶來(lái)意想不到的展示和體驗(yàn)效果。

     多維度空間分析功能更加強(qiáng)大?？臻g信息的分析過(guò)程，往往是復(fù)雜、動(dòng)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(méi)分析、地質(zhì)分析、日照分析、空間擴(kuò)散分析、通視性分析等高級(jí)空間分析功能，二維GIS是無(wú)法實(shí)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(qiáng)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(diǎn)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(wèn)題和技術(shù)瓶頸。

     昂貴的數(shù)據(jù)投入。對(duì)于GIS來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)為王是最恰當(dāng)不過(guò)的。再好的系統(tǒng)，缺乏實(shí)時(shí)、全面的空間數(shù)據(jù)時(shí)只能是個(gè)擺設(shè)。顯然，數(shù)據(jù)的獲取對(duì)GIS來(lái)說(shuō)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(chǎng)景建模。長(zhǎng)期以來(lái)，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(wèn)題，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象和表達(dá)。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(duì)的技術(shù)難題。目前，幾乎所有的三維GIS平臺(tái)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(diǎn)，如海量存儲(chǔ)、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(shí)代的關(guān)鍵

     每一項(xiàng)新興的技術(shù)，都是在曲折中前進(jìn)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(wèn)題，但這些問(wèn)題正逐步被解決。

      近年來(lái)三維數(shù)據(jù)獲取技術(shù)有了重大進(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。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(jì)算機(jī)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(tái)通過(guò)采用圖像繪制加速技術(shù)，多層次模型以及動(dòng)態(tài)加載技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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?cè)谄胀?/span>PC機(jī)上就能輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)海量三維模型和影像的各項(xiàng)漫游操作。

      盡管我們無(wú)法知道GIS從二維到三維的跨越何時(shí)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(shí)代的關(guān)鍵。

  GIS的三維時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨

     鑒于三維GIS的諸多優(yōu)點(diǎn)，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(shí)，越來(lái)越多的GIS廠商都看到了三維GIS市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿?。除了?guó)外的三維GIS平臺(tái)Skyline、開(kāi)放源代碼的World Wind以及Google公司的Google Earth以外，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的三維GIS平臺(tái)，如北京國(guó)遙新天地信息技術(shù)有限公司開(kāi)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(shuō)來(lái)，各大三維GIS廠商在技術(shù)上各有所長(zhǎng)。

    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。Skyline在專(zhuān)業(yè)的空間分析尚有不足，如缺少淹沒(méi)分析。由于Skyline是外國(guó)三維平臺(tái)，最新版本都無(wú)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(diǎn)選查詢(xún)、框選查詢(xún)、圓選查詢(xún)等基本功能，而且可以提供一般三維GIS平臺(tái)不具備的緩沖區(qū)分析、最優(yōu)路徑分析等強(qiáng)大功能，同時(shí)，還提供距離測(cè)量、線段剖面、折線剖面、區(qū)域淹沒(méi)、通視分析等三維GIS特色的空間分析功能。此外，用戶(hù)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(shì)，可以說(shuō)是集二維GIS與三維GIS之長(zhǎng)，受到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的青睞。

     IMAGIS具有真實(shí)表面紋理的三維空間場(chǎng)景的快速重建與虛擬建模的完美無(wú)縫結(jié)合、基于真實(shí)三維場(chǎng)景的各種空間分析和屬性管理功能、與數(shù)據(jù)量無(wú)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(kù)接口和開(kāi)放式的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)能使其真正實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)管理、分析、顯示和漫游等功能，并可實(shí)現(xiàn)與ArcInfo、MapInfo的無(wú)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(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，可以快速建立三維應(yīng)用。

      InfoEarth TelluroMap基于主流技術(shù)平臺(tái).NET開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品開(kāi)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。

       雖然三維GIS是未來(lái)GIS的重要發(fā)展趨勢(shì)之一，但是三維GIS在一定程度上更是對(duì)二維GIS的擴(kuò)展與增強(qiáng)，因?yàn)橹挥型瑫r(shí)提供多維空間信息才能滿(mǎn)足GIS日益強(qiáng)烈的社會(huì)化需求。技術(shù)的進(jìn)步和用戶(hù)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。毫無(wú)疑問(wèn)， #p#page_title#e#GIS的三維時(shí)代，已經(jīng)悄然來(lái)臨。