國內(nèi)外主流三維軟件系統(tǒng)介紹

1、國內(nèi)外三維地球軟件漫談500年前，葡萄牙著名的航海家和探險家麥哲倫從西班牙岀發(fā)，繞過南美洲，發(fā)現(xiàn)麥哲倫海峽，橫渡太平 洋，環(huán)繞地球一周再到西班牙，完成了人類首次環(huán)球航行。麥哲倫的勇敢的實踐無可辯駁地證實了地圓學 說，為人類揭開了地球的神秘面紗，是人類第一次真正發(fā)現(xiàn)了地球”。如果說首次環(huán)球航行對于發(fā)現(xiàn)和認識地球有極大意義，那么如今空間信息技術的誕生更是賦予了人類前所未有的力量，在掌上翻轉(zhuǎn)地球。空 間信息技術時代的來臨，改變了人們獲取信息的方式，而這種改變比起有史以來其他任何一種發(fā)現(xiàn)發(fā)明帶 來的變革都更加的深刻?？臻g信息技術，又稱為地理空間信息技術，是遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與通訊技術

2、、 網(wǎng)絡技術的綜合集成，是將空間對地觀測信息的獲取、處理、分析、應用結為一體的信息技術體系。人們認識到的空間世界是三維的，因此空間對地觀測信息在本質(zhì)上有別于其他信息的顯著特性：地域性（territorial ）、多維結構特性（multidimensional structure ）和動態(tài)變化特性（dynamic changes）。如果僅僅 采用傳統(tǒng)二維數(shù)據(jù)描述空間世界，會有大量多維的空間數(shù)據(jù)無法得到利用，于是，人們越來傾向于研究空 間信息三維可視化系統(tǒng)技術。與此同時，二維數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結構理論和技術的成熟，圖形學理論、數(shù)據(jù) 庫理論技術及其它相關計算機技術的進一步發(fā)展，也為三維空間信息技術的飛速

3、發(fā)展作好了鋪墊。另一方 面，隨著客戶對于應用系統(tǒng)三維功能的需求越來越強烈，具有處理三維數(shù)據(jù)能力的三維空間信息技術日益顯示出強大的生命力。自八十年代末以來，空間信息三維可視化技術一直就是業(yè)界的研究熱點，尤其是近幾年，國內(nèi)外相關 技術的研究呈現(xiàn)岀了前所未有壯麗情景。國內(nèi)外科研機構和企業(yè)紛紛認準了三維空間技術的良好發(fā)展勢頭，進行了跨學科、跨領域合作研究和三維技術攻關，研發(fā)了一批各具特色的優(yōu)秀產(chǎn)品。美國率先推岀了備受 認可的 Google Earth、Skyline、Virtual Earth、World Wind、ArcGIS Explorer 等軟件。國內(nèi)也先后推出了價 格相對低廉的類似產(chǎn)品如LT

4、Earth （靈圖）、GeoGlobe （吉奧）、EV-Globe （國遙新天地）等。當前，全球三維空間信息技術研究領域一片欣欣向榮，但各軟件在產(chǎn)品定位、產(chǎn)品框架上卻有一定的差別。比如， 2007年發(fā)布的EV-Globe （國遙新天地）v2.0專門針對國產(chǎn)軟件面臨的海量三維數(shù)據(jù)分析操作等難題，在與主流GIS平臺的整合、快速矢量支持、三維分析功能等多方面進行了增強。一、國內(nèi)外主流三維地理信息平臺介紹Google Earth2004年10月27日Google宣布收購了 Key-hole公司，并于2005年6月推出了 Google Earth系列軟件。 Google Earth以三維地球的形式把大量

5、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。Google Earth的數(shù)據(jù)來源于商業(yè)衛(wèi)遙感衛(wèi)星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird ，IKOONOS及法國SPOTS。全球地貌影像的有效分辨率至少為100米，通常為30米，視角海拔高度（Eye alt）為15公里左右，針對大城市、著名風景區(qū)、建筑物區(qū)域會提供分辨率為1m和0.6m左右的高精度影像，視角高度（Eye alt）分別約為500米和35O米。目前提供高精度影像的城市集中在北美和歐洲，以及其他 地區(qū)的重要城市。Google Earth客戶端軟件提供了三個版本：個人免費版、 Plus版、P

6、ro版。另外，GE還 提供了一個企業(yè)級的解決方案，用于在企業(yè)內(nèi)部部署 GE應用。作為一款功能強大的桌面地球瀏覽器，自推岀至今展現(xiàn)岀了巨大的魅力，征服了無數(shù)用戶。憑借著其強大技術實力、經(jīng)驗，為企業(yè)提供各種級別的解決方案，并取得了不俗的業(yè)績，可以肯定未來GE在各個行業(yè)的應用廣度、深度都潛力巨大。但是與Virtual Earth、World Wind 樣，Google Earth都還不具備空間分析、大型數(shù)據(jù)庫管理的功能。相比之下，全球在這一方面較為出色的是美國的軟件Skyline和國內(nèi)軟件EV-Globe。SkylineSkyline Globe Enterprise Solution （Skyli

7、ne globe企業(yè)解決方案）是美國 Skyline公司為網(wǎng)絡運營三維地 理信息提供的企業(yè)級解決方案。本方案包括了Skyline整套軟件工具，給客戶提供一站式服務，并開放了所有的API，不論是在網(wǎng)絡環(huán)境中還是單機應用，讓用戶能夠根據(jù)自己的需求定制功能，建立個性化的三維 地理信息系統(tǒng)。自Skyline進入中國市場以來，一直積極參與三維數(shù)字城市建設與三維互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)服務，得到廣泛的認可。主要成功實例有：中國數(shù)字海洋系統(tǒng)、公安部警衛(wèi)基礎工作信息系統(tǒng)、數(shù)字深圳三維平臺、 黃河可視化防汛預案管理系統(tǒng)、數(shù)字煙臺三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等等，其中數(shù)字煙臺三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)獲得了 “2007地理信息系統(tǒng)優(yōu)秀工程金

8、獎”。I11LKf. . J .* PEV-GlobeEV-Globe是北京國遙新天地信息技術有限公司開發(fā)的三維海量空間信息平臺。自推出以來，就廣泛應 用于安全監(jiān)督和管理、指揮調(diào)度、資源開發(fā)整合、資源綜合利用、環(huán)境保護檢查等領域?；谄溲邪l(fā)的遨游天府-四川省三維地理空間信息管理系統(tǒng)”在今年的5 -12汶川大地震后的指揮、救援工作中發(fā)揮了重要的作用。此外，EV-Globe還為國土資源航空物探遙感中心開發(fā)了礦山開發(fā)遙感監(jiān)測信息系統(tǒng)，與中石油合作 開發(fā)了海外應急系統(tǒng)等等。實踐證明，EV-Globe在海量數(shù)據(jù)瀏覽效率、矢量數(shù)據(jù)的查詢、三維分析功能、安全性等方面相比國內(nèi)其他同類產(chǎn)品也有著較為明顯的優(yōu)勢。

9、 MHt xx /*r：+：iirWorld WindWorld Wind是由美國國家航空暨太空總署(NASA)阿莫斯研究中心的科研人員開發(fā)的開放源代碼(Open Source)。World Wind 可以利用 Landsat 7、SRTM、MODIS、GLOBE , 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雷達遙感數(shù)據(jù)結合在一起，讓用戶體驗三維地球遨游的感覺。在瀏覽地球的同時，還提供了月球數(shù)據(jù)，可以對月球進行虛擬的巡航。World Wind能夠瀏覽由Internet上的WMS(Web Mapping Service )提供的圖像。World Wind

10、正在發(fā)布著數(shù)以千兆的全球NASA衛(wèi)星數(shù)據(jù)，這是數(shù)年來對降水量、溫度、大氣壓和其他許多數(shù)據(jù)每天觀測的結果。World Wind還為公眾提供美國地質(zhì)助測局的航拍照片和地形地圖，以及航天飛機雷達地形勘測任務和Landsat衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。與Google Earth 一樣，World Wind作為可視化三維地球瀏覽平臺，功能強大，具有三維可視化的能力，采用了先進的流傳輸技術，但World Wind是個完全免費的軟件，主要面向科學家、研究工作者和學生群體； 而Google Earth具有較強的商業(yè)性，它的客戶端是面向大眾的，Plus版和Pro版每年分別要付20美元和400美元，免費版本被授權為個人使用，不能

11、用于工作環(huán)境，而World Wind沒有任何限制。另外World Wind是完全開放的，用戶可以修改World Wind軟件本身，Google Earth目前只開放了 API(應用程序接口)。GeoGlobe2006年4月武漢武大吉奧公司推岀了網(wǎng)絡環(huán)境下全球海量無縫空間數(shù)據(jù)組織、管理與可視化軟件-GeoGlobe，該軟件是由武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室研發(fā)的。GeoGlobe包括三部分：GeoGlobe Server、GeoGlobe Builder 和 GeoGlobe Viewer。GeoGlobe Server通過分布式空間數(shù)據(jù)引擎，管理 所有注冊的空間數(shù)據(jù)，并提供實時多源空間

12、數(shù)據(jù)的服務功能。GeoGlobe Builder實現(xiàn)對海量影像數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和三維城市模型數(shù)據(jù)的高效多級多層組織，為實現(xiàn)全球無級連續(xù)可視化提供數(shù)據(jù)基礎。GeoGlobeViewer則裝在客戶端，通過網(wǎng)絡獲取服務器端數(shù)據(jù)，三維實時顯示、查詢、分析。GeoGlobe軟件提供了的二次開發(fā)功能，用戶可以根據(jù)應用的需要自行設計界面，調(diào)用所提供的動態(tài)庫進行二次開發(fā)，應用十分方亠壬*衛(wèi)T * - -、國內(nèi)外三維地理信息平臺對比近些年，由于政府對空間信息產(chǎn)業(yè)的重視，加大投入，以及優(yōu)秀人才的參與，國內(nèi)空間信息技術取得了長足的進步。國內(nèi)企業(yè)順勢推出的EV-Globe、GeoGlobe等優(yōu)秀產(chǎn)品，雖然起步較晚，產(chǎn)品

13、結構框架還不太完整，在海量數(shù)據(jù)處理能力、三維建模、三維分析、跨平臺通信、二次開發(fā)支持等方面，相比國外軟 件也有一定的差距。但是，國產(chǎn)軟件基于國內(nèi)客戶需求而研發(fā)的先天性，提供的空間信息化解決方案可能 更適合國內(nèi)客戶；再者，國產(chǎn)三維地理信息軟件具有更高的安全性，不僅適合國內(nèi)大型企業(yè)、單位應用， 而且能更方便地為各行業(yè)的特定需求開發(fā)提供底層技術支持，擴展性能更為強大；此外，國產(chǎn)三維軟件在 海量數(shù)據(jù)的快速瀏覽、矢量數(shù)據(jù)的查詢和分析等功能方面也領逐步增強，甚至顯現(xiàn)岀優(yōu)于國外軟件的趨勢。另外，較高的性價比也是國產(chǎn)軟件最為明顯的優(yōu)勢之一。三維GIS作為GIS的一個重要發(fā)展方向，其研究范圍涉及數(shù)據(jù)庫、計算機圖

14、形學、虛擬現(xiàn)實等多門科 學領域。目前，國內(nèi)外許多學者對三維GIS的三維結構、三維建模以及單一領域的應用提岀了多種方法和技術手段?，F(xiàn)有的三維 GIS，例如前面提到的 Google Earth、Skyline等，在三維場景可視化、實時漫游等 系統(tǒng)功能方面取得了較好的成果，但是在空間數(shù)據(jù)的復雜分析與決策支持方面的能力還較弱，三維空間信 息的網(wǎng)絡化與標準化等問題也有待進一步深化和完善。通過與虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術的結合應用，三 維GIS能更加真實、生動地表現(xiàn)現(xiàn)實世界，為我們更好地洞察和理解現(xiàn)實世界提供了更多樣的選擇?？傊?三維信息技術在各行業(yè)的應用已經(jīng)取得了令人矚目的成就，但是，它還年輕，一切還只是

15、開端。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 ：，“臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間