三维GIS的关键技术方法 三维gis的关键技术方法有哪些

三维GIS平台标绘新玩法，再不了解你就out了！

地图标绘指在地图背景上标绘各种具有空间特征的事、物的分布状态或行动部署。标绘功能广泛应用于电力、通信和应急等多个行业和领域，它可以用来表达各种信息，描述各种对象，表示各种资源，还可以渲染业务进度和流程，以便于三维可视化分析。

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1.三维地球上的标绘

标绘技术是三维GIS的一个重要技术手段，在几何表达上主要分为点标绘、线标绘、面标绘、体标绘，常用的为点、线、面的形式。

01 点标绘

点标绘用以表示大小可以忽略不计的小面积地物或点状地物，一般点标绘只有位置信息和属性信息，分别表征其定位含义和属性含义。

02 线标绘

线标绘通常采用折线法实现，在特定的场景中线标绘有两种表现形式：一种是没有宽度的线即单线，用于表达边界线；另一种是从中心向两边扩展为面的线，即带状标绘，如用于表达道路、河流等。

03 面标绘

面标绘一般用于表达一个特定的区域，如受灾区域、滑坡范围、规划区等。

04 体标绘

体标绘采用简单体或实体模型来表示三维场景中的具体地物。

2.标绘功能的应用场景

标绘功能广泛应用于电力、通信和应急、地籍调查、规划设计等多个行业和领域。

以下以地震场景应急救援为例 ：

在地震灾害场景中，“标绘”功能模块的任务主要有三，即初步展示阶段、交互分析阶段和辅助决策与预演模拟阶段。

在第一阶段，通常利用批量点标绘加实体模型和文字标注展示灾区学校、政府机构、医院等的分布情况，并分析灾区居民的主要聚集地，给分析人员提供整体的初步认识；

在第二阶段，综合使用各类标注方法及空间表现手段对灾区进一步分析，为救援方案的制定提供辅助信息；

在第三阶段，分析人员借助前两个阶段的综合展示与分析成果，制定初步的备选救援方案，并以标绘形式进行动态预演和模拟，判断不同方案的优劣性并实时改进救援方案，为救援指挥顺利开展提供保障。

3.一种便捷的标绘方法

在最新发布的EasyEarth版本中，着重优化了点、线、面标绘功能的显示问题。 可以做到根据用户在三维球上捕捉的对象类型进行贴对象显示，影像、地形、倾斜、传统模型等数据均可做到完美贴合。

点标绘效果

线标绘效果

面标绘效果

倾斜数据面标绘

地形数据面标绘

传统模型面标绘

以上场景及功能均可免费体验！

gis三维可视化技术所使用的主要原理有

三维可视化技术与GIS工程

一、前言目前，科学可视化、计算机动画和虚拟现实技术蓬勃发展，并

成为计算机图形学领域的三大热门研究方向，它们的核心都是三维真实感图

形[1],也就是三维可视化技术。三维可视化技术是目前计算机技术和图像

图形学发展的热点之一，它是依靠视觉效果将数据所要表达的信息直观显示出来的一种最好的方法。传统的地理信息系统对实物的空间立体感表达就比

较抽象，将三维可视化技术引入GIS领域中可以动态地、形象地、多视角地、多层次地、如实逼真地描绘地球科学中的客观现象。如通常所见的地

形三维可视化、虚拟战场、数字社区和虚拟城市等。本文结合在GIS中的应

用介绍三维可视化开发的基本方法。

二、三维可视化GIS关键技术三维可视化技术可以简单的分解为三种技术的结合：可视化、三维和GIS。下面分析了可视化技术、虚拟现实、体视化技术、三维技术等关键技术。

1、可视化技术

可视化，也称为科学计算可视化(VisualizationinScientific

Computer),它是指运用计算机图形和图像处理技术，把科学数据转换成可视的、能帮助科学家理解的信息，并进行交互处理的理论、方法和技术。

GIS可视化技术是目前信息领

域中广泛应用的一项技术，它通过强大的、有效的地图系统将复杂的空间

和属性数抓以地理的形式进行描述，具有界面风格人性化设计，实现了文本、

图形和图像信息相结合的定位、查询、检索模式信息表达形象化、自观化操作简单便利等特点［2］。

2、虚拟现实

虚拟现实(VirtualReality)技术是一个由图像技术、传感

器技术、计算机技术、网络技术以及人机对话技术相结合的产物。它以计算

机技术为基础，利用高性能、高度集成的计算机硬、软件及各类先进的传感

器，去创造一个使参与者处于一个三维视觉、听觉和触觉的环境，具有完善

的交互作用能力、能帮助和启发进入虚拟境界的参与者的构思的

3D GIS地理信息系统解决方案？

一）主要研究开发内容

空间数据的获取是GIS建设与运行的基础，数据源及数据获取方式的不同，对数据模型的生成产生很大的影响，如何根据不同的需要，采取合适的方法来获取数据，以及如果保证数据的精确度，最终使可视化程度更接近现实，提高系统的空间查询分析能力。

由于客观世界的多样性和复杂性，可视化要涉及多方面的数据集成，要采用较复杂的数据模型。为了有效的管理和分析三维GIS中的各种数据，要求三维GIS的数据模型有着很强的数据表达能力。三维GIS数据模型不但要满足三维空间分析的需要，也要满足三维图形空间生成和管理的需要。如何选择一种快速而且有效的建模方法来满足不同应用的需求。

如何使人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对场景进行全方位的审视，比如可以从任意角度、距离和精细程度观察场景，可以选择并切换多种运动模式，如行走、驾驶、飞翔等，还可以自己控制浏览的路线等等。

（二）技术关键

1、空间数据采集方法

空间数据采集是GIS建设和运行的基础，广义GIS空间数据不仅包括地理、测绘数据，还包括地质环境与工程设计数据。人类在认识自然和改造自然的过程中，发现和发明了一系列空间定位方法与定位工具，使得人类能够认识地球表面、内部及其外部空间。随着现代测绘技术、地质勘探和地球物理技术的发展，三维空间数据采集技术不断发展和丰富，极大地提高了人类认识自然的能力。

1.1 空间数据采集方法

空间数据的获取既可以直接在野外通过全站仪或者GPS、激光测距仪等进行测量，也可以间接地从航空影像或者遥感图像以及既有地图上得到。其中地图数字化和摄影测量是大规模空间数据采集最有效的两种方式，应用也最为普遍。

1.1.1 地图数字化技术

从现代意义上讲，以往的大比例尺、航测各种比例尺成图等，都是模拟的纸质图、胶片或影像。要进入GIS实现计算机管理，必须是数字化的电子地图。将现有图像负载的大量信息输入数据库的过程称为数字化。广义的数字化泛指将信息转化为计算机能接收的形式的过程，而狭义的数字化则指将地图/影像转变为符合要求的矢量数据结构的过程。目前，地图/影像数字化包括手扶跟踪数字化和扫描数字化两种方式。前者是借助计算机和平板状数字化仪，从已有纸质地图上进行重采样，并形成数字化的坐标点列数据的过程；后者借助计算机和平板式或滚筒式扫描仪，从已有纸质地图上进行重采样，并形成坐标点列数据的过程。

（1）手扶跟踪数字化

手扶跟踪数字化设备包括固定地图用的数字化板和采样用的游标，手扶数字化过程包括以下三步：图件的预处理：在进行图件的数字化之前，应根据图幅内容及图件各要素进行编号。编号时要按照编号系统的统一要求进行，通常以小比例尺分幅或经纬度位置分区域统一编号，以便于图幅的拼接和处理；也可以按行政区域的管理范围分区域编号。在区域编号时，对图斑、结点、链段、独立点均要事先分别编号，而主要链段上的特征点和特征线可在数字化时按顺序递增编号。编号结束后，应做必要的记录，以便查询。记录内容包括：图幅编号、图幅坐标及编号内容等。图幅编号之后，即可在数字化仪上进行图件定位。

图件的数字化：通常，数字化仪采用点模式、线模式和数据流模式采集数据。在点模式下，地图上的各个孤立点通过将游标定位于采集点的位置上并按下按钮进行记录；线模式下，直线段是通过数字化线段的两个端点来记录的，曲线则通过对组成它的一系列直线的数字化来记录；在数据流模式下，曲线是以时间或距离的规定间隔来自动采集曲线上点的坐标值。点模式和线模式的优点是尽可能减少特征点丢失，重采样精度高，缺点是采样效率低，一般适合地籍图、规划图的数字化。数据流模式的优点是重采样效率比较高，缺点是容易丢失特征点，一般适合地形图、等高线图的数字化。

图属关系连接：图件数字化仅仅获得了点、线、面要素的几何坐标数据，还必须输入点、线、面要素的属性信息，并生成点、线、面要素之间的拓扑关系，拓扑关系可以通过全多边形模式、手工模式或自动模式建立。

（2）扫描数字化

扫描数字化是使用扫描仪将整幅地图扫描成像之后，再进行矢量转换或屏幕跟踪的方法。这种方式通常要求对原始材料进行预处理。例如将地图中的各种色彩不同的地理特征先分色，复制在透明薄膜上，然后再进行扫描。目前已有自动的分色扫描仪，也有研究自动分层建库的文献。经过光学扫描仪的栅格扫描方法得到地图栅格数据结构，是以像素方式存储的，在使用之前，需要将它转换成矢量数据结构。矢量数据结构在数据冗余、地图缩放、漫游、存储空间、编辑、修改以及地图分析等方面具有栅格数据所不能比拟的优越性，所以根据系统设计时选择的地图数据存储格式还要进行必要的矢量化处理。栅格数据转换矢量数据的方法主要分为三类，即点状栅格的矢量化，线状栅格的矢量化和面状栅格的矢量化。

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