三維GIS軟件開發(fā)

三維GIS軟件開發(fā)主要內(nèi)容三維GIS軟件開發(fā)方式主要關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)平臺(tái)發(fā)展前景三維GIS軟件近年來地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速,空間信息可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖像處理和人工智能技術(shù)等在地理信息系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)3D圖像可視化對(duì)于理解和想象地理空間世界及其變化十分重要.現(xiàn)階段的三維GIS軟件在二維GIS基礎(chǔ)上,對(duì)三維環(huán)境的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、拓?fù)潢P(guān)系、數(shù)據(jù)顯示、空間分析等進(jìn)行三維處理，滿足用戶的不同需求。三維GIS軟件三維GIS軟件三維GIS軟件三維GIS軟件的開發(fā)方式通過底層開發(fā)實(shí)現(xiàn)基于可視化面向?qū)ο箝_發(fā)語言環(huán)境和三維編程接口的開發(fā)方式，底層開發(fā)的方式軟件效率較高，同時(shí)具有跨平臺(tái)的特性。但是缺點(diǎn)在于代碼量很大，而且只能針對(duì)開放的數(shù)據(jù)格式。主要應(yīng)用的語言環(huán)境有VC++、.NET平臺(tái)，常用的三維開發(fā)接口包括Direct3D、OpenGL、Vrml，其中Direct3D和OpenGL都是基于半底層開發(fā)的，開發(fā)的軟件模塊和代碼都可以移植，Vrml是基于Web開發(fā)的。三維GIS軟件的開發(fā)方式在現(xiàn)有GIS平臺(tái)上二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)。

很多GIS軟件商都提供了相應(yīng)的二次開發(fā)包，代表為ArcGIS的ArcObjects組件，Skyline公司的TerraExplorerPrO。傳統(tǒng)的GIS軟件都以GIS分析為主，三維可視化方面的功能較為欠缺，不能很好的滿足用戶對(duì)三維使用數(shù)據(jù)時(shí)的各種需求。

三維GIS軟件的開發(fā)方式在三維可視化軟件上通過插件的形式實(shí)現(xiàn)

以三維建模和三維可視化為主的三維軟件，在三維模型的制作方面己經(jīng)取得了很高的成就，具有很強(qiáng)的模擬度和逼真性。但是它們不能或者只能提供很少的GIS功能，如屬性顯示，不能達(dá)到三維GIS的要求。代表如vega實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)軟件。主要關(guān)鍵技術(shù)3維數(shù)據(jù)模型

三維空間數(shù)據(jù)模型就是用數(shù)學(xué)方法和算法來表達(dá)各種三維空間中的實(shí)際問題。三維空間數(shù)據(jù)模型研究是三維GIS領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也是空間信息可視化的基礎(chǔ)。國內(nèi)外許多專家學(xué)者相繼提出了20余種空間數(shù)據(jù)模型?？偨Y(jié)起來可將空間數(shù)據(jù)模型大致歸納為三類：基于面的模型、基于體的模型和基于混合構(gòu)模的數(shù)據(jù)模型。主要關(guān)鍵技術(shù)3維數(shù)據(jù)模型主要關(guān)鍵技術(shù)海量數(shù)據(jù)管理

數(shù)字地形和影像是3維GIS的主要數(shù)據(jù)類型,其數(shù)據(jù)量隨分辨率的提高呈幾何級(jí)遞增,達(dá)到幾G、甚至幾十G字節(jié)。目前視點(diǎn)相關(guān)的“金字塔”結(jié)構(gòu)是一種有效的、被廣為采用的策略來處理大數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)傳輸。對(duì)于大數(shù)據(jù)量的數(shù)字地形和影像,

分塊(tile)按等級(jí)組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種十分適合的方法主要關(guān)鍵技術(shù)“金字塔”結(jié)構(gòu)主要關(guān)鍵技術(shù)實(shí)時(shí)3維可視化操作

目前可用于加速3維繪圖的技術(shù)主要是視景體裁剪和空間目標(biāo)的簡化。對(duì)空間目標(biāo),尤其是數(shù)字地形的簡化則主要采用LOD技術(shù)。主要關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)層次LOD（LevelofDetail）1976年Clark提出指對(duì)同一場景或場景中的物體，使用具有不同細(xì)節(jié)的描述方法得到一組模型，供繪制時(shí)選擇使用目的是減少模型的多邊形個(gè)數(shù)，提高傳輸和繪制繪制速度廣泛應(yīng)用于復(fù)雜場景快速繪制、飛行模擬器、3D動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)等系統(tǒng)主要關(guān)鍵技術(shù)LOD方法的基本思想不同的物體或物體的不同部分采用不同的細(xì)節(jié)繪制時(shí)，如果物體離視點(diǎn)比較遠(yuǎn)，或者物體比較小，可以用較粗的LOD模型繪制，反之用較細(xì)的模型繪制同樣，對(duì)運(yùn)動(dòng)快的物體用較粗的LOD模型繪制，反之用較細(xì)的模型繪制主要關(guān)鍵技術(shù)主要關(guān)鍵技術(shù)3維GIS的數(shù)據(jù)分析技術(shù)3維GIS在提供3維視覺認(rèn)知的同時(shí),還應(yīng)提供更深刻的解析的空間分析。根據(jù)空間分析所處理的對(duì)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。復(fù)雜分析能力是3維GIS的一大特色，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(jià)值的真3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3維GIS分析研究的重要內(nèi)容之一。主要的三維GIS開發(fā)平臺(tái)國外：ArcObject是ESRI公司提供給用戶的二次開發(fā)平臺(tái)，其中的三維組件能夠比較好的在三維數(shù)據(jù)技術(shù)上完成三維場景構(gòu)建，可視化表達(dá)和較為復(fù)雜的三維分析。TerraExplorerPrO開發(fā)組件是美國Skyline公司開發(fā)的全三維的構(gòu)建平臺(tái)，具有強(qiáng)大空間信息展示功能，支持交互式繪圖工具，提供三維測量及地形分析工具，提供數(shù)據(jù)庫接口支持提供GIS標(biāo)準(zhǔn)文件格式，擁有強(qiáng)大三維空間數(shù)據(jù)處理能力。主要的三維GIS開發(fā)平臺(tái)國內(nèi)EV-Globe是北京國遙新天地信息技術(shù)有限公司開發(fā)的三維GIS平臺(tái)，該平臺(tái)可以進(jìn)行逼真全球3D高速瀏覽;矢量、柵格數(shù)據(jù)一體化管理;提供全球真彩色陸地衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的遙感影像;另外在服務(wù)端跨平臺(tái)支持，并能夠給用戶定制功能。VRMap是北京靈圖公司提供的一個(gè)三維可視化構(gòu)建平臺(tái)，采用JZEE體系架構(gòu)，可以在多種編程語言平臺(tái)下進(jìn)行二次開發(fā)，基于DirectX和OpenGL開發(fā)發(fā)展前景可以預(yù)見，三維GIS軟件的未來發(fā)展將會(huì)在以下方面發(fā)生變化：三維GIS軟件技術(shù)：包括適應(yīng)地圖可視化，網(wǎng)上海量空間數(shù)據(jù)可視化，不確定性地理信息可視化，地學(xué)多維信息可視化與分析，地理知識(shí)可視化，分布協(xié)同可視化，協(xié)同虛擬地理環(huán)境等技術(shù)。三維GIS軟件標(biāo)準(zhǔn)：現(xiàn)在三維GIS技術(shù)與應(yīng)用方面還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，因此，眼下最重要的工作就是要深化和完善三維空間信息的網(wǎng)絡(luò)化與標(biāo)準(zhǔn)化等問題，為眾多廠商的競爭提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。發(fā)展前景三維GIS軟件應(yīng)用：