三维GIS技术
1 三维GIS技术概述
三维GIS是能够对空间对象进行真三维描述和分析，从数据结构到空间查询和建模分析都建立在三维数据模型基础上的地理信息系统。三维GIS与二维GIS一样，需要具备最基本的空间数据处理功能，如数据获取、数据组织、数据操纵、数据分析和数据表现等。相比于二维GIS，三维GIS因更接近于人的视觉习惯而更加真实，同时三维能提供更多信息，能表现更多的空间关系。
2 三维GIS技术国内外现状及趋势
近年来，国际上对于三维GIS技术取得不少积极进展，出现了商业平台Skyline、Google Earth和ArcGIS。基于OpenGL技术的OSG、Vega等三维显示平台、基于DirectX 3D技术的Quest 3D、Virtual tools、Skyline等系统平台的出现大大的推进了三维GIS的发展。同时，城市三维地理信息系统也引起了我国学者的广泛关注，纷纷开展了相关问题的研究，对三维 GIS关键技术问题做了深入探讨。我国在这方面虽然起步较晚，但通过借鉴和利用国外最新的技术成果，发展非常迅速，目前已开发了具有自主版权的商业应用软件，许多国产 GIS软件也先后在其产品中开发了三维 GIS软件系统，如EV-Globe、GeoGlobe、SuperMap、CityMaker等，已在数字城市建设、城市规划、市政管理等多个领域推广应用
三维GIS的发展呈现为两大趋势，即大众化和专业化。理论和技术的成熟使得三维GIS的门槛不断降低，这不但扩展了其应用领域，而且使更多人群从中受益。简单、易用的三维GIS正在逐渐走近老百姓的生活，上海世博会、世界杯均大量使用了三维地理信息技术，三维GIS大众化的趋势显而易见。现在，人们使用电子地图方便出行已属家常便饭，国内外种类丰富的地理位置应用正如雨后春笋般涌现，期待着三维GIS更好地融入其中。与大众化趋势不同，专业化则需要三维GIS能够更加紧密地集成到各个行业应用中，充分发挥其强大的可视化功能和多维空间分析功能，从而为行业应用提供更科学、更强大的三维空间信息服务和决策支持，这不仅是三维GIS的重要作用，也是用户的强烈需求。
3 三维GIS的建设流程与特点
概括来说，三维GIS建设流程主要包括三维建模、场景整合、环境搭建和系统开发。
三维建模：基于卫星影像、地形图和建筑高度数据，利用3DX Max等建模软件开展城市三维建模。
场景整合：将三维模型按照坐标、方位等位置参数，整合为三维场景，实现城市现状数字化三维表达。
环境搭建：根据选定的三维平台搭建开发环境，包括服务器端软件和客户端开发SDK。利用服务软件将整合完成的三维场景发布为三维数据服务，包括三维模型服务和三维地形服务。
系统开发：基于三维SDK和发布的三维数据服务进行系统开发，一般采用B/S架构，使用Html+javascript进行应用功能开发。
三维GIS项目与主流二维GIS项目在技术架构和开发思路上是一致的，三维GIS除了调用三维数据服务外，还可以调用二维GIS发布的OGC服务，甚至可以与二维GIS整合，实现二三维一体化。区别主要在于三维数据格式与二维GIS不一样，没有相应的标准规范，各个公司的平台采用的数据格式和服务标准不一样。另外，由于三维场景显示依赖显卡的三维渲染能力，基于浏览器内核还无法实现大范围三维数据的渲染，目前常用的方式都是采用在浏览器中嵌入ActiveX控件的方式进行三维渲染，所以浏览三维GIS系统一般需要安装一个插件。
4在数字城市中的应用
随着技术的进一步成熟和业务需求的推动，三维GIS已经成为数字城市建设必不可少的技术，广泛应用于北京乃至全国数字城市建设过程中。在数字西城、数字通州、数字房山以及数字中关村等数字城市项目中，三维应用系统成为项目建设的亮点。数字西城应用三维GIS技术构建了覆盖全区的三维精细模型，搭建了三维地理信息服务平台，面向规划、城市管理、社区管理、地下管线等不同行业提供服务。北京市规划委员会西城分局搭建的三维规划辅助决策系统在规划审批、方案论证、环境整治、区域改造等业务上进行了深入应用，大大提高了工作效率；西城区发改委建设的金宏工程三维空间分析系统将三维GIS与经济数据进行结合，实现了基于三维的楼宇经济和经济空间分析应用，辅助经济运行宏观决策；月坛街道三维指挥应用平台实现了三维GIS应用于人、房、地、事统一管理，通过建设智慧街道，实现城市精细化管理。
图文摘录于《走向大数据——从数字北京到智慧北京》一书
如需本书，请在微信平台留言联系我们
