GIS - 3S新闻周刊

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Google 在收购了 Keyhole 之后推出了 Google Earth 这一网络三维 GIS 服务,至此三维地球
软件才进入人们的视线,走入人们的生活。可以说这是三维地球软件发展的一个里程碑。
在近 20 年的研究过程中,科研人员历尽艰辛,对空间认知、空间数据的动态表达、交互
式探索分析、数据集成可视化、智能可视化、时空可视、模糊空间数据的可视化、网络可视
化、KDD 与地理现象可视化集成、虚拟现实等技术进行了深入研究,并取得了丰硕成果。但
同二维 GIS 技术一样,这项科研成果一直作为专业人员的科研工具而没有被广泛使用。而且
由于 20 世纪末期以前的计算机运算速度太慢,遥感数据采集能力不足等客观原因,均使得三
维地球软件难以普及。
二、大放异彩的今天
进入 21 世纪,三维地球软件终于从幕后转到前台,并引起了大家的广泛关注。这主要得
益于以下三方面原因。
首先,在三维可视化方面,大量研究集中在三维 GIS 的数据模型和建模方法方面,如结
构实体法(CSG)和边界模型法(BR)。近年来,在矢量模型和栅格模型集成方面,又提出了
FDS 模型,混合模型和 TEN 模型,基于混合结构的三维 GIS 数据模型与空间分析研究。在技
术实现方面,OpenGL 和 DirectX 已发展为比较成熟的三维图形应用接口,VRML2 已支持动画
和动态可视表达,并适用于城市、地质、海洋等领域;ESRI 推出的 ArcMap 模块提出了“以
地图为核心”的概念,实现了制图可视化与编辑、显示、查询、分析功能的完整集成。德国
学者开发的城市三维 GIS,开始了三维技术与可视化技术的结合,根据地理对象与视点的距
离、方向等关系,对地理对象显示不同的细节层次,采用四叉树(QTP)和 TIN 简化地形数据,
用纹理树建立每一纹理片(Patch)管理与地形数据片的连接关系。
其次,随着计算机技术的迅速发
展,以前只能应用于大型主机和图形
工作站上的海量数据存储、网络发布、
三维显示等工作在普通 PC 机上也能
得以实现。现在,三维地球软件可以
支持真三维的矢量和栅格数据模型及
以此为基础的三维空间数据库,解决
了三维空间操作和分析问题。特别是
三维 GIS 与虚拟现实、人工智能等技
术的结合应用,将使三维地球软件更
加真实地表现现实世界,也更符合用户的需求。
最后,对地观测技术的快速发展,大幅度提高了遥感卫星的数据采集能力,不但如此,
遥感数据的空间分辨率更高,时间分辨率更快,从根本上解决了以往三维地球软件本底数据
www.3sNews.net 《3S 新闻刊》2009 年 11 月 15 日 总第 22 期 - 31 -