三维gis技术的应用（通用8篇）
三维gis技术的应用 篇1
三维GIS技术在数字油田建设中的应用
分析3DGIS特点,提出将3DGIS技术与数字油田建设相结合的.思想,并通过一个典型的三维数字油田虚拟展示实例,介绍Skyline技术的应用流程.
作 者：王钰 高志亮 马智民 姚卫华 陈石 郭花利 WANG Yu GAO Zhiliang MA Zhimin YAO Wehua CHEN Shi GUO Huali 作者单位：王钰,高志亮,马智民,郭花利,WANG Yu,GAO Zhiliang,MA Zhimin,GUO Huali(长安大学地球科学与国土资源学院,陕西,西安,710054)姚卫华,YAO Wehua(中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西西安,710021)
陈石,CHEN Shi(中国科学院研究生院计算地球动力学实验室,北京,100049)
刊 名：地理空间信息 英文刊名：GEOSPATIAL INFORMATION 年，卷(期)：2009 7(4) 分类号：P208 关键词：数字油田 3DGIS Skyline技术 地物建模★ 天然气流量测试技术进展探讨
★ 三维可视化技术在吉和油田开发中的应用
★ 新疆油田存储“虚拟”整合应用案例
★ 新疆油田启动《石油天然气管道保护法》宣贯月活动
★ 论文：建筑节能技术及其应用窥探
★ 现代教育技术应用工程实施方案
★ PS/2接口协议解析及应用
★ 浅谈天然气输送管道铺设施工的安全技术的论文
★ 探地雷达技术应用综述
★ 微变形远程监测技术及应用
三维gis技术的应用 篇2
1 分析可视化技术及其发展
1.1 可视化 (Visualization)
可视化就是使事物变成可被视觉所感知, 具体是指在人脑中形成对某物 (某人) 的图像, 是一个心理处理过程, 促使对事物的观察力及建立概念等。可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术, 它的主要目标是将原始数据转化为可显示的图形、图像。
1.2 可视化研究意义
地理信息可视化在地球科学中具有重要意义, 它对于动态地、形象地、多视角地、全方位地、多层面地描述客观现实, 对于虚拟化研究、再现和预测地学现象, 都有突出的方法论意义。
1.3 地形三维可视化及技术难点
地形三维可视化的基础是高质量的数字高程模型和高逼真度的三维显示技术。数字高程模型的质量, 对地形可视化的效果起着决定性的作用, 而生成的数字高程模型的算法又是影响数字高程模型质量的关键。所以, 选择采用一个适合的生成数字高程模型的算法对于地形可视化最终的效果起着决定性的作用。除此之外, 地形可视化的效果还涉及到投影变换、消隐与裁剪处理、光照模型等的算法及彩色合成技术。为了提高地形三维可视化显示的实用性, 在空间信息系统中, 通常会将地物要素叠加在三维地形上, 这就涉及到基于DEM的地物要素叠加算法, 包括点状地物要素, 线状地物要素和面状地物要素在三维地形景观叠加算法。
基于DEM的地形三维可视化技术难点存在于:
1.3.1 地形数据采样。
数据采样策略、高精度快速数据采样技术等一直是DEM数据采样的主要研究议题。正如Eklundh和Martensson所说, 我们应该把研究的重点放在如何获得高质量的数据上来, 而不是一味的学习复杂的插值技术。
1.3.2 地形表面建模与内插。
在地形数据基础上, 可通过多种方式实现地形表面的重建。如数学描述、图形表达、图像表达。但是针对DEM的广泛应用领域和不同具体环境, 选用哪种方式进行建模, 无疑需要对各种方法在建模中的可行性、特点和应用领域的环境进行充分的研究。
地形三维可视化的表达。地形可视化的表达涉及到投影变换、消隐与裁剪处理、光照模型等的算法及彩色合成等技术, 这些技术是进一步加强可视化表达逼真性的关键。
2 DEM的地形三维可视化的技术问题
2.1 地形数据采样
目前, DEM的数据主要来源于地形图、摄影测量与遥感影像数据、地面测量、已有DEM数据等。数字高程模型的采样就是确定何处的点要量测记录的过程, 这个过程取决于:点的分布、点的密度和点的精度, 即数字高程模型数据源的三大属性。采样数据点的分布与研究区域地貌类型、所采用的设备有关。一般的, 对于地形数字化、野外测量或摄影测量。
DEM数据的采集方法:地形图数据采集方法 (手扶跟踪数字化, 扫描矢量化) ;摄影测量数据采集方法;野外测量数据采集方法;合成孔径雷达干涉测量数据采集方法;机载激光扫描数据采集。同时, 我们给出五种采集方法的比较。
2.2 地形表面建模
数字高程模型实现了地形起伏的数字化表示, 其对地形的模拟程度取决于地形采样点的分布、地形的空间分布特征以及模拟方法。合理地对地形地貌进行模拟, 需要了解地形的空间分布特征。
构建DEM的一般内容和构成为:
2.2.1 采用合适的空间模型构造空间结构, 如规则格网, 不规则TIN。
2.2.2 采用合适的属性域函数。
2.2.3 在空间结构中进行采样, 构造空间域函数。
2.2.4 利用空间域函数进行分析。
对于数字高程模型而言, 空间结构的构造过程即为DEM的格网化过程或三角剖分过程, 属性值为高程, 构造空间域函数即为内插函数的确定, 利用空间域函数进行分析就是求取格网点的函数值。
a.等高线的数据模型
等高线是假想连结地面上高度相同的各点, 投影在基准水准面而成的封闭曲线。用等高线表示高程, 高程值的集合是己知的, 每一条等高线对应于一个已知的高程值, 在相同曲线上的高程值相同, 相同高程的等高线至少有一条或多条。这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型。等高线通常被存储为一个有序的坐标点对序列, 可以认为是一条带有高程属性的简单多边形或多边形弧段。由于等高线模型只表达了区域的部分高程值, 往往需要一种插值方法来计算落在等高线以外的其它点的高程。用等高线表示连续的地球表面主要不足之处在于经过不同的高程面进行水平切面的过程中丢失了大量详细的地表信息, 这些地表信息是不可能从等高线中恢复的。也就是说, 等高线重新构建的地球表面只能近似地表示真实的地球表面;用等高线表示连续地球表面的另一个不足之处是单条等高线无法直接反映地貌形态, 必须通过等高线组间接地表示地貌形态。地球表面的特征线是非常重要的地形结构信息, 用一般的插值方法在特征线 (山脊和山谷) 上求取任意点的高程时, 会不可避免地出现地形失真现象, 这种现象只有通过增加地形信息才能避免。
b.镶嵌数据模型
镶嵌数据模型源于这样的思想:空间对象可用相互连接在一起的网络来覆盖和逼近, 或者说用二维区域上的网络划分来覆盖整个研究区域。镶嵌数据模型按照格网形状可分为规则镶嵌数据模型和不规则镶嵌数据模型, 其中基于正方形网络的为栅格DEM, 而不规则三角网DEM为不规则镶嵌模型。
规则格网DEM的数据模型。规则格网, 通常是正方形, 或者矩形、三角形等规则格网。规则格网DEM利用一系列在X, Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形, 形成一个矩阵格网的DEM矩阵格网。每个格网单元或数组的一个元素, 对应一个高程值。规则格网的高程矩阵, 可以很容易地用计算机进行处理, 特别是栅格数据结构的地理信息系统。它还可以很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形、使得它成为DEM最广泛使用的格式。但由于对不同地形均采用相同的结构, 就会造成数据冗余而给管理造成不便。此外, 格网DEM不能准确表示地形的结构和细部。
三维gis技术的应用 篇3
【关键词】三维；GIS；技术；工程；测量
近年来，随着我国科学技术的发展和综合国力的提高，三维GIS技术在房产、旅游、安防、城市规划等方面得到了较多的应用，尤其是被普遍应用于一些工程测量中。但是目前来说，三维GIS技术还不够成熟，无论是理论上，还是实际应用中都有待完善。
1.三维GIS概述
三维GIS从不同的视角出发有着不同的概念。从数据库角度来看，GIS 是一个数据库系统，在数据库里的大多数数据能被索引和操作，以解答各类问题。从工具箱角度出发，GIS 是一个从现实世界采集、存贮、转换、显示空间数据的工具集合。从组织机构出发，GIS是一个功能集合，能够存贮、检索、操作和显示地理数据，是一个集数据库、专家和持续经济支持的机构团体和组织结构，提供解决环境问题的各种决策支持。各个定义虽然侧重点不同，但是都能突出整个三维实体空间的高精度建模和准确的度量分析。
三维GIS借助强大的地理空间数据库，运用地理模型分析，提供了多种信息资源， 为地理研究和决策提供了依据。在三维GIS中，空间目标通过X、Y、Z三个坐标轴来定义，以立体造型技术给用户展现地理空间现象，不仅能够表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系。经过三维GIS处理后所得到的图形、图像、表格等，可以有效的为工作人员提供有用数据。
三维GIS正常运做需要各种不同的部件组合完成。三维GIS的核心是三维空间数据库。三维GIS可以输入数据，分析数据，输出数据，通过对地理数据的输入、分析，得出供工作人员参考的信息，为工程测量提供决策支持。三维GIS记录着整个地球或者部分区域的环境情况和资源的使用情况，可以说是对人类现实居住环境的描述记录。从其深层内涵上来看，三维GIS是一个由计算机程序和地理数据有机组合形成的地理空间信息模型。三维GIS能为管理和决策提供依据，能对空间对象进行三维空间分析和操作，具有独特的管理复杂空间对象能力及空间分析的能力等优点。
2.三维GIS在工程测量上的特点
2.1空间可视性
空间地物轮廓特征的可视化。三维GIS是利用数据对现实世界空间关系的模拟，使我们能直观的感受到空间各种事物的状态。它利用现实的尺寸距离按照一定的比例缩放，而且对于现实事物空间的模拟都非常形象、逼真，能清晰的反映地物的外形轮廓。
地物属性信息的可视化。三维GIS的空间可视化功能还包括对空间分布的地物的属性信息可视化，它是将地理空间信息与对应空间的属性信息相结合的结果。例如，我们可以在地理信息系统中查出某地区的地理概况、人口密度、占地面积、资源使用情况，通过测量相应的尺寸就可以换算为现实的距离，粗略的规划设计施工方案，这样空间地物的属性信息实现了信息可视化，可以更全面的考虑到实际情况，使得定位更加准确。
2.2空间导向性
利用三维GIS不仅可以纵览研究区域的信息，还可以利用其所具有的其他功能找到潜在区域。三维GIS能提供比较全面的空间数据，通过各种比例观察地域的全局和细节。在比例变换时，系统就会不停的更新数据。例如我们在浏览全国地图信息时，只会显示一些大的山脉、河流，省份和地区，重要铁路、公路，在逐渐扩大的过程中，系统会自动更新，逐渐出现稍微小一些的河流、县城、干路等，再放大比例时，甚至可以具体到村庄的建筑物、公园等，与文明实用的地图差不多。三维GIS的导向功能主要表现在它能通过查询得到我们想要的信息，如果我们在搜索内容里填写需要寻找的地方，例如商店，它就会在你指定的区域内全部标出，系统的写出有多少家，通过扩大和缩小来观察。
2.3空间思维性
三维GIS不仅储存有各地物的描述信息，而且还储存有地物之间的空间位置关系，这非常便于空间的分析。三维GIS的空间思维主要表现在，利用三维GIS固有的系统工具对输入的数据信息进行处理，得到直观的数据分析图。三维GIS中积聚许多处理工具，各个工具利用其具有的功能对数据分析，每个工具将结果交由系统处理，得出可视化的分析结果。三维GIS的空间思维功能能够提供给我们空间关系、空间分布模式和空间发展趋势等，这是其他信息系统不能达到的。如城市与区域规划中，对于地理信息系统的使用特别多，是利用其空间思维的典范。
3.三维空间数据的获取
目前三维GIS技术在工程测量中的主要特征即集成实时化、数字化、智能化、动态化、一体化。具体的获取数据方法可分为两大类：一是点方式数据获取技术，主要利用全站仪器、天文大地测量、GPS接收机等常规的测量方法，以及激光雷达等技术实现逐点、逐面采集空间坐标与属性的方式；二是面状方式数据获取技术。主要利用航空遥感获得大面积影像记录，并从中提取物理与几何特性。
有关三维空间数据的采集与更新，传统的测量方法存在一定局限性。不同的获取数据手段方式之间大多具有互补性，因此可利用多传感器获得更多的源数据，并通过融合方式建立3D模型，这也是当前研究的热点话题，不同传感器的组合方式能够获得不同的空间数据采集系统。
其中最具代表性的研究成果主要有：根据地面的摄影测量与航空测量组合获得3D空间数据；通过“地图、激光扫描、地面摄影”组合方式，从平面图及空中激光扫描的数字表面模型（DSM）中获取三维信息；利用专业建模工具，如3Dmax、OpenGL、AutoCAD、VRML等建立起三维模型，并将CCD中获得的信息粘贴或者镶嵌到立体模型中，形成逼真的数字景观图；通过CSG方法实现真3D模型，并利用3s技术等构成集成的地面车载或者机载数据系统；通过AutoCAD建立起几何模型，并对模型实行真实的相片纹理映射，以生成真3D模型，再从地面摄影中获得纹理信息。
4.三维GIS技术在工程测量中的应用
目前，三维地理信息系统因为精度高、效率高、测试简便、能精确的测量工程数据等优点，在工程测量中得到了广泛应用，主要以空间参考为依据，通过定点、定线及定面等方式与地球表面建立联系的空间信息。
4.1地理数据的获得
地理数据的测量最基本内容就是屏幕显示地理数据，也就是用户选择视觉变量（色彩、尺寸、纹理）的前提下，实现全要素显示、分区显示、分图层显示等。但是这种表示不同属性地理数据大多以色彩、尺寸及纹理的不同来区分，不够形象。因此，数据符号是三维GIS测量的重要方面，利用工具软件实现强大的地理数据符号化功能，并加以图例说明，这样就可将地理数据活灵活现地搬上屏幕，实现地理数据的可视化。另外，将屏幕地图上标好注记，就能获得简单的电子地图，电子地图是三维GIS技术进行工程测量的产品之一。
4.2可视化的科学计算
将各种各样经过处理的模型及数据进行分级分类，并将统计数据以专题图的方式表现出来。例如以不同的色彩或者纹理来显示分类图；以同一个色相中的不同饱和度表现分级图；以直方图、圆饼图等体现统计的数据等。科学的计算可视化数据可充分表达人们对信息的深入理解。 （下转第110页）
（上接第33页）4.3查询地理信息
主要通过对地理信息语言的查询，能够实现对数据库中内容或相关图标等进行直观化、形象化的操作查询，也就是说查询结果中既包括数据，也包括与之相关的文字、表格及图形。
4.4地理信息的三维可视化体现
三维仿真地图主要通过仿真技术，以三维立体形式直观表现空间现象信息，让用户体验到真实环境的感觉。因此，三维GIS技术是地理信息可视化的主要潜力产品形式之一。另外，通过多媒体技术和可视化相结合，能有效改善传统的地理信息仅通过文本、表格、图形等方式表达并传输空间信息的单一方法，而是以文本、图像、图形、动画、声音及视频一体化的多媒体空间表现内容，极大丰富了地理信息的可视化形式。
4.5空间分析结果的描述
三维GIS技术的空间分析包括网络分析、地形分析、缓冲区分析及叠加分析。通过可视化技术的应用，可以将地理现象的空间分析结果更形象、更直观地表达出来。例如以通视分析方法对地形进行测量，可通过间断或者连续的线段来表示地表中的通视或者不通视。即使时间或者空间发生了改变，例如在不同时间、不同图幅中任一要素的缓冲区等，都可以通过三维GIS技术方式描述。
4.6地图动画采集
可视化方法是对测量数据的静态表示，地图动画则是一种动态表达形式。地图动画是在传统的二维空间或者三维空间事物的前提下，加上时间维度，让有关时间的地图内容等随着动画的改变而变化。地图动画能有效弥补静态地图表现方法的不足，让观察者更自然、更直观地理解时空数据，常用的地图动画表现方式主要有：开窗的放大与缩小、拉缩镜头、闪烁强调、漫游平移及有关运动动画等。
【参考文献】
[1]李木子.现代工程测量三维GIS技术若干问题的研究[J].黑龙江科技信息，2010（27）.
GIS技术在公路管理中的应用 篇4
GIS技术在公路管理中的应用
GIS技术目前在许多领域获得广泛应用,尤其在公路管理中,它与传统的交通分析和处理技术紧密结合延伸出公路地理信息系统,该系统对公路规划、设计和养护管理等具有较强的.应用价值.
作 者：赵春景 石小丽 作者单位：江苏嘉隆工程建设有限公司,江苏,泗阳,223700刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(11)分类号：关键词：GIS技术 地理信息系统 公路管理
三维gis技术的应用 篇5
以永泰县枇杷果树适宜种植区域选择为例,通过时数字高程模型进行地形分析,提取坡度、坡向、坡位信息,以及计算出避;东因子,采用GIS技术进行空问叠置分析,筛选出适宜种植枇杷的生态区域,研究GIS在果树种植中的应用,指导农业生产.
作 者：卢耀武 张辉 陈盛银 张磊 LU Yaowu ZHANG Hui CHEN Shengyin ZHANG Lei 作者单位：卢耀武,陈盛银,张磊,LU Yaowu,CHEN Shengyin,ZHANG Lei(福建省基础地理信息中心,福建,福州,350003)
张辉,ZHANG Hui(福建省农科院土肥所,福建,福州,350013)
三维gis技术的应用 篇6
摘要：通过解译不同时相的遥感影像，提取新增建设用地变化图斑，并利用GIS技术对有关数据进行空间分析，将RS和GIS技术无缝地融入到土地例行督察实践当中，有效地提高了督察工作效率。本文以国家土地督察成都局实际开展的土地例行督察工作为例，阐述了从数据资料获取、处理到最终成果应用的一整套技术流程，分析和总结了RS和GlS技术在土地例行督察实践中的应用情况和技术方法，并对今后土地例行督察工作的开展模式进行了探讨。
关键词：土地督察 国土资源建设用地 RS GIS
一、引言
近年来，遥感（Remote Sensing，简称RS）和地理信息系统（Geographic Information System,，简称GIS）技术在国内、外迅速发展。RS可以实现快速、准确地获取大量特定时间和区域内直观的地表影像信息，具有宏观证，特征突出、整体性协调和可比胜强等特点，能为GIS提供可靠、丰富和多维的数据源；GIS可以实现对空间地形数据与信息数据的集成化管理、分析，为RS和各种数据提供高效的集成分析平台。随着RS和GIS技术的日趋成熟，不仅带来了国土资源管理工作的高效率，也使得土地例行督察工作实现信息化、科学化和规范化成为了可能。
本文以笔者亲自参与的土地例行督察实践为例，以遥感影像选取与处理、GIS数据收集与分析等方面的内容为切入点，对RS和GIS技术在土地例行督察实践中的应用情况进行了分析和总结，并对工作中涉及的相关问题进行了有益探讨。
二、遥感影像选取与处理
1.几种主要的高分辨率遥感影像数据源
高分辨率的卫星影像通常是指影像的空间分辨率在10米以内的遥感影像。早期高分辨率传感器的研制与应用主要是在军事领域，主要以大比例尺遥感制图和对地物的分析与人类活动的监测为目的，20世纪90年代以后才逐渐进入商业和民用领域的范围，并迅速发展起来。1993年l月，美国Space Imaging公司首先领到了制造和经营3米分辨率传感器的许可证，随后l米分辨率的许可证陆续发给了洛克希德·马丁（Lockheed Martin）公司、Earth—View公司、Ball公司等。
在土地例行督察实际工作中，利用前后两个时相的卫星遥感影像提取变化图斑是一项非常重要的作，为保证提取变化图斑的精度和准度，遥感影像的空间分辨率起着至关重要的作用。通常情况下，要使提取变化图斑达到3亩的上图要求，一般要求遥感影像空间分辨率在5米以内，这样才能确保数据的质量。目前，商业和民用市场上空间分辨率在5米以内的卫遥感影像数据源主要有法国的SPOT—5卫星、印度的IRS一P5卫星、日本的ALOS卫星、美国的Quick Bird和GeoEye一1卫星、德国的Rapid Eye卫星星座等。
SPOT一5卫星于2002年5月4日成功发射，搭有3种成像装置，能够获取4个波段空间分辨为10米的多光谱影像和空间分辨率为2.5米的色影像，主要景幅宽为60公里×60公里，能够满足例尺为l:25,000的制图要求，并且最快能够在5天重访同一地点。需要说明的是，SPOT一5提供的2.5米空间分辨率是通过Super Mode。成像处理技术、利用两幅5米分辨率的影像处理生成的影像产品，并非真正意义上的2.5米分辨率。
IRS一P5卫星简称PS，又名CartoSat一1，于2005年5月5日成功发射，搭载有两个分辨率为2.5米的全色传感器，连续推扫，可形成同轨立体像对，通常的重访周期为5天，可用于地形图制作、高程建模、地籍制图以及资源调查等领域。P5卫星设计寿命为5年，具备真正2.5米分辨率，应用尺度能够达到1:10,000的制图要求。
ALOS卫星，又称高级陆地观测卫星（Adcanced Land Obsering Satellite，简称ALOS)，是JERS一l与ADEOS的后继星，于2006年1月24日成功发射，设计寿命3一5年，搭载有3个传感器，能够获取全球高分辨率的对地观测数据，主要应用于测绘、区域环境观测、灾害监测和资源调查等领域。ALOS卫星能够获取4个波段空间分辨率为10米的多光谱影像和真正2.5米空间分辨率的全色影像，每景幅宽为35公里×70公里。
Quick Bird（快鸟）卫星，于2001年10月18日由美国Digital Globe公司成功发射，是目前市场化运作最好的一颗亚米级分辨率卫星，能够获取4个波段空间分辨率为2.5米的多光谱影像和空间分辨率为0.61米的全色影像，每景幅宽为16.5公里×16.5公里，最快重访周期为4天，卫星设计寿命为7年。
GeoEye—l卫星，于2008年9月6日由美国GeoEye公司成功发射，能够获取4个波段空间分辨率为1.65米的多光谱影像和空间分辨率为0.41米的全色影像，每景幅宽为15公里×15公里，最快重访周期为2～3天，并可任意角度成像。卫星设计寿命为7年，燃料充足可达15年。
Rapid Eye卫星星座，由德国Rapid Eye公司于2008年8月29日发射并组网成功，具有覆盖面积大、分辨率高和同一天内重拍同一区域等特点。由5颗相同对地观测卫星组成的Rapid Eye卫星星座，其空间分辨率为5米，每天能够下载超过4百万平方公里的高分辨率、多光谱影像，能够在15天内覆盖整个中国。卫星设计寿命为7年。
如何结合当地实际，选取合适的遥感影像数据，为土地例行督察工作顺利开展提供数据保障，是当前面临的一个具体问题。对于土地例行督察卫作，往往要求前后两个时相的遥感影像间隔在1～2年左右，太长或太短都不行。此外，针对不同的地区和成果要求，在确定遥感影像数据源时也会有所不同。一般情况下，选取遥感影像的流程是：首先广泛查询被督察区域的遥感影像数据源，再结合前后时相、覆盖情况、影像质量和成果要求等方面综合考虑，最后确定要选取的遥感影像数据。具体而言：
（1）在前后时相上，最好是离现在最近的一期影像和跟现在一年左右的影像，或者是跨一个自然的两期影像。
（2）在覆盖情况下，最好是能为同一卫星的影像艇盖，尽量避免多源数据的情况；最好是单景覆盖或尽量少的景数覆盖，避免影像拼接等误差的产生。
（3）在影像质量上，最好重点区域都位于卫片的中心区域，以避免产生变形；最好整景影像没有云和雾，以避免遮挡地物和影响影像质量。
（4）在成果要求上，对于地物密集且零星分布的重点地区，可选择分辨率1米以下的卫星数据，以保证数据提取的精度；对于地广物稀且集中分布的地区，选择分辨率2.5～5米的卫星数据即可满足要求。
2．高分辨率遥感影像数据处理的一般方法
在进行数据处理前，有必要根据项目的具体要求，选定相应的技术依据和参考标准。针对土地例行督察工作的实际，可作为数据处理工作依据的技术规范主要有：《土地利用动态遥感监测规程》、《第二次全国土地调查底图生产技术规定》、《土地利用现状分类》和《国土资源大调查土地利用动态遥感监测项目管理制度（试行）》等。为了更好地规范数据成果，便于今后的数据建库和使用，需要在数据处理之前明确各数据成果的格式要求和空间参考标准。在土地例行督察实际工作中，最主要的数据成果是被督察区域的数字正射影像（Digital Orthophoto Map,简称DOM）和新增建设用地变化图斑一般而言，对上述数据成果的栅格数据要求为Geo Tiff格式，矢量数据要求为shp格式，并统一空间参考标准：平面坐标系为“1980西安坐标系”，投影方式为“高斯一克吕格投影”，高程基准为“1985国家高程基准”。
在选定好前后两个时相的卫星遥感影像后，通过实测GPS控制点和l:5万（或更大比例尺）的数字高程模型（Digital Elevation Model,称DEM）进行正射纠正，得到前后两个时相的DOM，从而提取前后两个时相的新增建设用地变化信息，制作相关图件，为土地例行督察工作开展提供数据支撑。遥感影像数据处理的总体流程如图1所示。
从最初的前后两个时相的卫星遥感影像选取，到最终的新增建设用地变化图斑提取，对土地例行督察工作而言，DOM生产制作和新增建设用地变化图斑提取是最为关键的两个环节。
在DOM的生产制作过程中，首先要明确相关的精度要求：
（1）平面精度。DOM地物点相对于实地同名地物点的点位中误差，平地与丘陵地不得大于5米，山地、高山地不得大于7.5米。特殊地区可放宽0.5倍。
（2）镶嵌限差。利用SPOT一5或IRS一P5卫星影像制作的l:10,0000 DOM之间的镶嵌限差，平地、丘陵地为5米，山地、高山地为8米。其他卫星遥感影像DOM制作过程中的镶嵌限差也可参照该精度要求。
（3）接边精度。在几何图形方面，相邻图幅接边地物要素在逻辑上保证无缝接边；在属性方面，相邻图幅接边地物要素属性应保持一致；在拓扑关系方面，相邻图幅接边地物要素拓扑关系应保持一致。
为保证上述精度要求，对DOM制作过程中控制资料的选取也有相关的要求：
（1）平面控制。采用CPS实测控制点进行平面控制，控制点个数要满足选取解算模型的要求，并且均匀分布整景影像。
（2）高程控制。以l:50,000比例尺DEM作为程控制，并参照《基础地理信息数字产品1:10,000、1：50，000高程模型》（CH/T 1008—2001）中相关规定对DEM进行检查，重点检查以下内容：①相图幅的DEM应有重叠区域，且接边后不能出现裂隙象；②重叠区域的高程值保持一致；③1:50,000比尺DEM格网尺寸不低于25米，高程数据取位1米。
利用PCI、GeoImagine、ERDAS、ENVI专业遥软件，以GPS实测控制点作为平面控制，以1:50,000比例尺DEM作为高程控制，利用卫星的星历参数，立起纠正模型，对全色影像和多波谱影像分别正射正，并在此基础上融合全色影像和多波谱影像，生成原始空间分辨率模拟自然真彩色的数字正射影像，然再对正射影像进行镶嵌和色彩匹配，使得影像纹理晰、色调均匀、反差适中，最后生成DOM。这也是DOM制作的首选方法，数字正射影像（DOM）生产流程如2所示。
正射纠正中需要注意的几个问题：
（1）正射纠正模型选取。常用正射纠正模型有物模型、有理函数数学模型及几何多项式模型。一般言，图像处理中采用最多的是物理模型，这是根据卫星历参数建立起来的严密模型，是正射纠正的首选型，适合于能提供严格卫星星历参数并有DEM的影数据。物理模型可以独立对每景遥感影像进行控制，立纠正模型或通过相邻景间的连接点进行多景区域制，为每景影像建立区域性纠正模型。
（2）控制点选取。控制点应在影像放大2～倍的件下选取，均匀分布控制点的个数根据纠正模型、地形情况、侧视角等条件确定。
（3）采样间隔。正射纠正影像采样间隔应与全色影像的原始分辨率一致，全色或融合数据的光谱特征应与未正射纠正前保持一致。
全色与多光谱影像融合中需要注意的几个问题：
（1）融合数据要求。融合中多光谱影像的分辨率要求不低于全色影像分辨率的4倍。但至于是否同步获取、同一时相、同一卫星等不做严格要求，在有条件的情况下，尽量用同步获取的同一时相数据。
（2）融合质量要求。影像数据要求纹理清晰、光谱信息畸变小、色调均匀、反差适中、色彩接近自然真彩色的效果，能明显区分主要土地利用类型。（3）融合方法。影像融合以景为处理单元，具体方法可根据影像的质量、灰度区间、光谱范围、地物特征、地形情况等因素，进行综合判断和选择。可采用的方法主要有HIS变换法、主分量变换法、小波变换法、PAN-SHA RP法等。
（4）融合前影像处理。对全色影像，可使用各种滤波、边缘增强算子和灰度线性拉伸等方法，以提高影像的亮度，增强地物之间的反差，突出纹理细节，同时要尽量避免产生噪声；对多光谱影像，可采用线性拉伸、波段组合和调整亮度（对比度、色彩平衡、色度、饱和度）等方法，进行色彩增强处理，拉大不同地类之间的色彩反差，突出其多光谱彩色信息。
（5）融合后影像处理。融合后，由于影像亮度偏低、灰阶较窄，可采用线性拉伸和调整亮度（对比度、色彩平衡、色度、饱和度）等方法进行色调调整，尽量保留融合数据的光谱信息和空间信息。全色和多光谱影像数据融合效果如图3所示。
在制作完成DOM后，最重要的工作就是提取新增建设用地变化图斑，对两个时相的DOM，利用图像差值和光谱特征变异等计算机自动化处理方法突出发生变化的部分，指导人机交互提取各类建设用地变化图斑，以达到互相检核和减少信息漏判、误判等情况。新增建设用地变化图斑提取流程如图4所示。
3．土地例行督察的遥感影像数据成果形式
对于一般的DOM产品而言，只需要按照标准分幅进行整饰和建库，但土地例行督察＿［作一般是针对某个特定的行政区域开展工作，因此其数据形式有特殊的要求。
（1）DOM影像文件。要求完全覆盖被督察区域，叠加新增建设用地图斑，并按乡镇行政区划分别制作影像文件，存储为Geo Tiff格式。
（2）DOM整饰文件。要求包括图廓整饰、注记、乡级以上行政境界，存储为Photoshop的psd格式。
（3）DOM元文件。用于记录D()M制作的相关信息，如数据源、数据质量、数据结构、定位参考系、产品归属等方面的信息，存储为txt文本格式。
（4）矢量文件。对提取的新增建设用地图斑，利用ArcGIS或MapGIS的专业GIS软件建立起与变化图斑相关的字段属性（图斑编号、面积、周长、前期地类、后期地类、所在乡镇、前期影像、后期影像、所在图幅、中心点坐标、备注等），以方便数据统计和后续数据建库。
三、GIS数据收集与分析
1．土地例行督察专题数据收集
根据土地例行督察L作的需要，一般会提前1个月左右完成对被督察区域的遥感监测变化图斑提取工作，这是全部数据资料的基础，也是开展土地例行督察工作的基本资料，但为了更加有效地利用这此数据成果，确保督察工作更有针对性，还需辅以被督察区域的相关专题数据。具体数据包括：
（1）土地利用现状数据。要求被督察区域参照《土地利JIJ数据库标准》（TD/T 1016—2007）提供历年土地利用变更调查数据。
（2）土地利用总体规划数据。要求被督察区域参照性《县（市）级土地利用规划数据库标准》（金土工程试行）提供县、乡（镇）两级土地利用总体规划数据，以及规划调整方案、文档和规划调整前后的数据。
（3）基本农田数据。要求包括省级下达的基本农田保有量、耕地保有量、建设用地指标等数据。
（4）勘测定界数据要求被督察区域提供与变化图斑涉及宗地相对应的审批资料和勘测定界数据，以及地方国土资源行政主管部门对变化图斑的自查自纠台账和相关资料。
（5）工业园区四至范围数据。
（6）耕地补充、基本农田补划和土地整理复垦开发等数据。
在收集到上述数据资料后，首先要做的工作就是数据顶处理，主要包括：数字化各种数据的纸质图件，统一各种数据的空间参考基准，录入种数据的相关属性信息等。
2.地例行督察中的GIS空间分析
（1）变化图斑和勘测定界数据叠加分析
利用ArcGIS等专业的GIS软件，将处理好的DOM作为底图，并在此基础上叠加新增建设用地变化图斑和与图斑涉及宗地相对应的勘测定界数据，可以已日见的判断新增建设用地变化图斑涉及宗地是否按规定办理了农用地转用与土地征收审批手续，是否存未批先用、少批多占、批甲占乙等违法违规用地行乡变化图斑和勘测定界数据叠加效果如图5所示。
从图5中可以看到44、45、51、55、56号等新增设用地变化图斑所涉及的宗地没有按规定办理相应征转审批手续，初步可以确定其涉嫌未批先用。因此，在土地例行督察工作中，应对上述图斑进行重点核查在实际工作中，通过对相关卷宗资料仔细审查，结合外业现场的实地核查，确认44、45、51号图斑均属违法违规用地，而55、56号图斑经补充提供相关材料后认其符合相关法律规定。
（5）变化图斑和土地利用总体规划数据叠加分扫
在土地例行督察工作中，审核被督察区域土地用总体规划的执行情况，是一项重要的工作内容。利ArcGIS等专业的（;IS软件，将被督察区域的土地利总体规划图作为数据底图，并在此基础上叠加新增设用地变化图斑，可以清楚地判断新增建设用地变图斑涉及宗地是否符合土地利用总体规划。同时可检验被督察省级人民政府农用地转用和土地征收审事项是否符合土地利用总体规划，进而研判该土地批的合法合规性，全面了解其建设用地审批的真实健合法性，评估其依法履职状况。变化图斑和土地利用体规划数据叠加效果如图6所示。
（6）变化图斑和土地利用现状数据叠加分析
在土地例行督察工作中，审核被督察区域政府地保护目标责任制的落实情况，是一项重要的E作容。特别是针对新颁布的巧号令中涉及的违法占用地面积占新增建设用地占用耕地总面积的比例计算题，是一项极其重要又非常费时的工作在实际工中，可以利用ArcGIS等专业GIS软件，将被督察区域的土地利用现状数据作为底图，并在此基础上叠加新增建设用地变化图斑，通过以5的空间分析功能，可以准确、高效地统计每个新增建设用地变化图斑占用地类的情况，首先可以研判被督查区域省级人民政府建设用地审批的地类与现实地类的真实性，掌握其是否依法批地的状况；其次是可以了解被督察地区的违法违规用地占用耕地的具体数值，为依法按监察部巧号令对其政府问责提供依据。
具体而言：首先是对RS处理后得到的新增建设用地变化图斑与被督察区域的土地利用现状数据进行数据处理，其重点就是配准空间参考基准和规范土地利用现状数据的属性（参照《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2007）进行），这些工作都可以通过ArcGIS等专业GIS软件完成；然后是根据新增建设用地变化图斑和土地利用现状数据的拓扑关系，进行空间分析运算，从中可以得到每个变化图斑范围内共涉及占用哪几种不同的地类（根据土地利用现状数据的属性信息来判断，如01代表耕地、02代表园地等），并可以计算出占用每种地类的具体面积；最后根据《土地利用现状分类》与《中华人民共和国土地管理法》“三大类”对照表，按地类代码对应地将其归为农用地（耕地）、建设用地和未利用地等几大类，并分别统计汇总出各类面积即可。
变化图斑和土地利用现状数据叠加效果如图7所示。变化图斑占用地类汇总结果如表1所示。
此外，还可以将耕地补充、基本农田补划、土地整理复垦和开发（工业园）区四至范围等数据进行叠加分析，审核被督察区域耕地补充和基本农田补划的落实情况，以及是否存在违规扩区等情况。
四、分析和小结
通过前面的论述我们可以看到，当前可选择的遥感影像数据源还是很多，而且今后还将不断有新的卫星遥感影像面世，在实际工作中我们应根据具体工作需要有针对性地进行选择。对于高分辨率遥感影像的数据处理，在大多数情况下都能参照前面论述的方法进行，对于一些新发射的卫星或者一些不太常用的卫星影像数据，其基本的处理流程和技术方一法都是相同的，只是在具体处理时需要对一些参数进行特别设置。利用GIS空间分析的确可以大大提高督察工作效率，但前期的土地例行督察专题数据收集工作至关重要。
综上所述，RS和GIS技术给土地督察工作提供了很好的科学平台和技术手段，深入研究和应用这些技术对我们今后的土地督察工作十分必要这里，笔者简要介绍了RS和GIS技术在土地例行督察实践中的用情况，以求能抛砖引玉，与广大同仁相互交流、相学习、共同提高。
参考文献
三维gis技术的应用 篇7
GIS是一门以应用为目的的信息技术。二维地理信息系统的发展已有30多年的历史, 现已广泛地应用到各行各业, 产生了巨大的社会效益和经济效益。但是随着计算机科学技术的发展和地理信息系统应用的不断深入, 在很多领域, 如, 地质、矿山、环境、海洋、气象、数字城市等, 很难用传统的GIS软件描述。而进入20世纪90年代后, 三维可视化与虚拟现实技术的迅猛发展使得建立三维GIS成为可能, 可以弥补传统的二维GIS软件的不足。三维GIS不仅能表达空间对象间的平面关系和垂向关系, 而且也能对其进行三维空间分析和操作, 向用户立体展现地理空间现象, 给人以更真实的感受[1] 。三维GIS的主要应用领域包括:地质矿山资料的存储及管、海洋资料处理、城市景观 (如, 楼房内部漫游及城市立交桥) 及地面模型等。三维GIS涉及到众多应用领域, 对这些领域的科学与技术进步有巨大的牵引作用。 三维GIS将越来越多的适用于社会的各个部门中, 并且三维GIS的发展必将给决策部门带来变革性的机遇。从构成三维GIS的各个关键环节技术来对其进行探讨和总结。
2 关键技术
2.1 三维空间数据的获取
三维空间数据获取的主要特征及趋势包括集成一体化、实时化、动态化、数字化与智能化。具体的数据获取方法, 可以分为2大类:点方式数据获取技术与面状方式数据获取技术。前者是利用天文大地测量、全站仪器、GPS接收机等常规的地面测量方式和激光雷达技术逐点或逐断面地采集地表点的空间坐标及其属性;后者指利用航空、航天遥感方式获取大面积的影像记录, 从中提取几何和物理特性。
在三维空间数据采集和更新方面, 传统的测绘手段都存在一定的局限性。航空摄影测量与遥感虽然可以提供目标的空间信息、纹理特征等, 但获取的主要是建筑物的顶面信息, 漏掉了建筑物的大量几何和纹理数据;地面摄影测量只能获取建筑物的立面信息;激光扫描系统获取的距离图像能较好地提供场景的三维描述, 但数据较多噪声, 目前还难以提取形体信息及拓扑关系。不同的数据获取手段之间往往存在互补性, 因此, 利用多传感器获取多源数据, 采用融合方法来建立3D模型一直是人们关注的焦点。不同的传感器组合可以构成不同的多传感器集成空间数据采集系统。比较有代表性的研究成果有:根据地面摄影测量和航空摄影测量组合获取3D空间数据;利用AutoCAD建立几何模型, 再对模型进行真实相片纹理映射, 生成真3D模型;利用“地图+激光扫描+地面摄影”的组合方式, 从平面图和空中激光扫描的数字表面模型 (DSM) 中获得三维几何信息;从地面摄影测量中获取纹理信息;利用CSG法来实现真3D模型;利用专业的建模工具, 如, AutoCAD、3DMax或OpenGL、VRML等建立三维模型, 把CCD获得的纹理信息镶嵌或粘贴到立体模型上, 从而产生一幅逼真的数字景观图。
2.2 三维空间数据的模型
三维空间构模方法以及三维空间拓扑关系研究是目前三维GIS领域研究的热点问题。从GIS的角度讲, 数据模型是一组空间实体以及它们之间关系的一般性描述, 是真实世界的一个抽象[2] 。随着三维空间数据模型研究的不断深入, 出现了各种数据模型, 如, 基于矢量的数据模型、基于栅格的模型、矢栅集成模型以及面向对象的数据模型等。各种模型都有其特点和适用性, 根据数据模型的几何特征, 可以分为面 (Surface) 结构的数据模型、体 (Volume) 结构的数据模型和综合二者的混合模型。;另一种分类方法是将之分为单一构模 (基于面结构的模型、体结构的模型) 与集成构模 (混合模型) [3] 。
2.2.1 基于面结构的数据模型
常用的基于面模型有不规则三角网 (TIN) 、格网 (Grid) 、边界表示 (B-rep) 、线框 (wireFrame) 、断面 (Section) 和多层DEM模型。这类模型侧重于三维空间表面表示, 如地形表面、地质层面等, 通过表面表示形成三维空间目标表示, 其优点是便于显示和数据更新, 不足之处是缺少3D几何描述和内部属性记录而难以进行3D空间查询与分析。
2.2.2 基于体结构的数据模型
基于体结构的数据模型是基于三维空间的体元分割和真三维实体表达, 体元的属性可以独立描述和存储, 因而可以进行三维空间操作和分析。吴立新[4] 根据体元的规整性将体元模型分为规则体元和非规则体元2个大类。规则体元包括结构实体模型 (CSG) 、体素 (Voxel) 、八叉树模型 (Octree) 、针体 (Needle) 和规则块 (Regular block) 共5种模型。其中CSG模型产生非常方便, 布尔操作、几何操作也很简单, 不足之处是边界和面没有明确定义, 因此, 模型中产生一个图形相对困难;八叉树模型能表示任何不规则的或具有断裂面的地理实体、能在同一数据结构中存贮几何和基本的地质信息并且可以对不均质的地理实体的内部进行描述。目前地质、矿山、海洋领域研究与应用主要集中在八叉树模型。非规则体元包括四面体格网 (TEN) 、金字塔 (Pyramid) 、三棱柱 (Tri-Prism, TP) 、地质细胞 (Geocellular) 、非规则块体 (Irregular Block) 、实体 (Solid) 、3DVoronoi和广义三棱柱 (Generalized Tri-Prism, GTP) 等, 不规则体元都是有采样约束的、基于地质地层界面和地质构造的面向实体的3D模型。
2.2.3 混合模型
由于地质现象复杂, 单纯的基于面模型或体模型要么不能精确表达三维地质体的边界, 要么不能很好地表达地质体内部属性的变化。所以, 近年来研究工作集中在多种模型的集成和混合以及基于这些模型的处理和分析算法上。如, 李德仁提出了基于八叉树和四面体格网的混合模型, 八叉树作整体描述, 四面体格网作局部描述, 它适合用于地质体中断层或结构面较少的情况, 但对于空间实体间的拓扑关系不易建立。史文中将TIN与Octree集成构模, TIN表达本维空间物体的表面, Octree表达内部结构。用指针建立TIN和Octree之间的联系。拓扑关系搜索很有效, 但八叉树数据须跟随TIN数据的改变而改变, 否则指针引起混乱。此外, 龚健雅以矿山应用为背景, 提出了一个矢量与栅格集成的面向对象的三维数据模型, 将矢量与栅格数据结构统一在一个数据模型中, 并用面向对象的方法中的对象标识建立矢量与栅格数据之间的联系。
从以上分析可以看出, 每一种数据模型都有自己的优缺点和适用范围, 不可能设计一种数据模型来适合所有的应用领域, 应根据研究领域空间实体分布特征, 设计出专用的三维空间数据模型。
2.3 三维空间数据存储方式
由于关系数据库模型不能对具有复杂空间结构的空间数据库建立模型, 在数据库上直接实现空间操作困难, 故早期的GIS系统多采用文件方式存放图形数据, 而用关系数据库存放属性数据, 造成数据的分离, 给数据管理及操作带来很大的困难。近年来, 随着计算机技术的发展及数据量的扩大, 单纯用文件来管理图形数据已满足不了用户的要求, 故各GIS厂家都纷纷用成熟的大型数据库来管理图形库。但对图形数据的查询等操作仍然是通过外部的程序实现, 结果是数据与其上的操作分离。
合理的做法是将图形及属性数据统一存放到面向对象的数据库中, 实现数据与操作的无缝结合。如前所述, 目前的二维GIS系统, 数据与操作的结合还是松散的;而在三维GIS方面, 国内外基本达成共识, 即应使用面向对象的数据库来存放有关数据, 以构建三维GIS系统。具体实现方法主要有两种, 其一是以现有通用关系型数据库为基础进行扩展[5] , 这样做的主要优点是现有大型数据库较为成熟, 而OODBMS较难找到;另外一种做法是直接利用OODBMS[6,7] , 这样做的优点主要是可方便实现数据与操作紧密结合, 是未来三维GIS的发展方向。
目前, 国内外在三维GIS系统中使用面向对象的数据库系统主要有:SmallWorld、GoD0T、GeO2和Geo++等。GIS一个新的发展方向是将三维可视化与三维空间数据的管理耦合起来, 形成集成系统。
2.4 三维可视化表达
2.4.1 三维可视化表现方式
三维可视化是目前三维的主要应用领域。三维可视化技术使传统二维的、静态的地图表示向三维的、动态的虚拟环境构建转变。三维模型可视化的表现形式有:
(1) 三维景观方式。
它允许人们从不同角度、不同方位、不同距离观看三维模型的表面。为了增强模型表面的三维真实感, 常常在显示时还要加上光照模型、表面纹理等三维效果, 给人以逼真的感受, 但它始终只能看到模型的表面。
(2) 掀盖层三维景观方式。
它是在三维景观方式的基础上, 设想观察者可以掀开上覆的盖层看到下伏的界面, 它实质是第一种方式的一种变形。
(3) 透视三维景观方式。
它设想人眼能穿透三维实体的一些部分, 透视地看到人们感兴趣的界面, 这也可以看作掀盖层方式的一种变形。
(4) 切面方式。
设想人能够用刀切开三维模型, 从水平或垂直切面上看到三维体的内部结构。由于在二维切面上能方便地进行量算、修改等操作, 因而, 它是用二维的方式来表达三维模型内部结构的一种很好的方式。传统的剖面图就是这种方式的原形。在三维模型的支持下, 用切面方式能产生很好的二维和三维联动效果, 即在二维剖面上修改模型后即刻影响到三维模型的形态, 并且可以用一组平行切片来表达三维模型的内部结构[1] 。
2.4.2 三维可视化关键技术
为了加快三维图形可视化的速度, 行之有效的方法主要有两种:一是包围盒技术;二是细节层次模型 (LOD模型) 。前者是对每个空间单元体给定一个包围盒, 先粗略地确定包围盒是否在显示范围内, 对不在范围内的物体不显示。后者的基本要点是, 根据实体与视点间的距离及角度, 选用合适的空间实体细节进行显示, 如, 对近的物体可用详细的细节模型, 而对远的物体选用简略的细节模型, 从而兼顾三维可视化的速度及显示信息的完整。
在一些基于矢量模型和栅格模型的三维模型中, 矢量模型和栅格模型是按照垂直金字塔和水平分块的方式组织的[8] 。在三维显示过程中, 采用基于数据分页的动态调度技术、与视点相关的地形简化技术和基于多线程的渐进描绘技术。对于DEM和DOM, 可以根据当前视点、视角和方向计算出视线范围金字塔, 用以确定该视线范围对应在二维栅格数据DEM和DOM的范围和不同区域数据的分辨率。然后, 根据得出的范围和相应的分辨率通过栅格引擎动态调入内存, 然后再进行视点相关的地形化简, 最后叠加纹理。
2.4.3 实现技术与开发语言
开发软件主要有用于前台显示和后台数据库管理两类。对于前台的可视化及用户交互, JAVA语言是一个较好的选择, 该语言具有良好的跨平台特性, 而且几乎不用做更多的工作, 就可以移植到目前主流的基于WEB的应用。这些特性将使基于JAVA开发的三维GIS具备了广泛使用的基础;对于后台数据库的操作, 基于OODBMS提供的内嵌开发工具来进行工作, 这样效率会高一些, 这也是选用OODBMS的原因。在三维可视化引擎方面, 目前比较有代表性的是SGI公司的OpenGL、微软公司的Direct 3D、MultiGen-Paradigm公司的Vega、Sun公司Java3D的等工具。
3 结语
从三维空间数据的获取、三维空间数据的模型、三维空间数据存储方式、三维可视化表达四个方面对三维GIS的关键技术进行了研究, 三维GIS在众多领域内起着越来越重要的作用, 因此, 三维GIS平台将和传统二维、2.5维GIS一样会有很大的生命力, 在社会生活中成为不可替代的角色。近年来三维GIS开始向决策系统方向发展, 对应用模型的依赖, 特别是对模型分析、模拟能力的依赖表现得更为明显。三维GIS以后的发展将应该更加从解决实际问题出发, 以及怎样更好的解决实际问题, 在实践中发现自身的问题和欠缺, 从而更加完善三维GIS的自身的理论方法。
参考文献
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三维gis技术的应用 篇8
数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM）
DOM是对航空（或航天）像片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。
二、EV-Globe和Skyline特性及产品
上世纪八十年代末以来，空间信息三维可视化技术成为业界研究的热点并以惊人的速度迅速发展起来，首先是美国推出Google Earth、Skyline、ArcGIS Explorer等，我国也紧随推出了EV-Globe、GeoGlobe、VRMap、IMAGIS等软件。
1.Skyline。SkylineGlobe在中国是由北京东方道迩信息技术有限责任公司独家代理，是国外老牌的优秀三维GIS软件具有海量数据处理，三维场景可视化，实时漫游等产品能够基于地表的卫星影像、航空影像创建高分辨率的三维虚拟地球场景。
2.服务领域。涉及测绘、国土、规划、城市管理、环境保护、公安应急、交通、石油、安全生产，旅游等各个行业。
三、EV-Globe VS Skyline
1.海量空间数。Skyline具有强大空间信息展示功能，支持SDE服务，Oracle空间数据库等，能从多种途径获取空间数据。
？EV-Globe可以将数据统一放在后台服务器上，可实现将不同尺度、不同类型的基础地理数据、遥感影像数据、数字线划图、三维模型等空间数据的一体化存储、管理和调度。
2.空间分析。Skyline提供三维测量及地形分析工具，但缺少淹没分析、填挖方分析等实用功能。
？EV-Globe可以把传统二维GIS中的空间分析在三维环境下实现，还提供距离测量、线段剖面、折线剖面、区域淹没、通视分析等三维GIS特色的空间分析功能。
3.二次开发能力。Skyline为三维地理信息提供企业级解决方案，可以方便的搭建三维GIS系统，但快速搭建的不足是给开发人员的开发空间较小，各种功能的封装度较高。
EV-Globe基于组件式开发，所有功能以控件或分类的方式封装在dll中，并提供了SDK二次开发包。
四、三维GIS应用领域
1.房地产行业。把建筑设计师徒手勾画出的建筑方案、立面、剖面、透视图变成逼真的虚拟楼盘，可随心所欲地漫游其中。完美的建筑是由室内空间设计和室外空间设计两个部分组成，楼盘动画主要表现室内外空间设计规划，诠释设计方案、提高工程投标率、提升楼盘价值。
通过漫游和互动的表现方式展示楼盘整体规划设计，多用于房地产开发商对房产项目的宣传、汇报、投标等等。同等作用于场馆、工厂等的宣传展示
在已有三维虚拟现实场景的基础上，可以在漫游展示中加入车辆、人物动画、特殊效果，以及嵌入文字、图片、声音、视频等资源，帮助方案更好地表达想要表达的内容。使方案更加的生动，真实。
2.国土、规划。对土地开发利用现状、土地总体规划情况进行三维专题图展示汇报，实现图形、属性互查，专题图表输出。能够准确反映基础地理信息、业务信息、统计分析、三维场景，形象直观、便于处理、存储、查询、管理的土地督察三维可视化信息系统。
可通过三维系统将不同时相的土地利用数据进行对比分析，从空间分布和数量上分析其动态变化特征及未来发展趋势，还可通过历史影像对比，结合属性数据的变化，可以实现对各种国土资源的动态监测。
3.公安。可为指挥中心快速处理110警情、实时了解警力的分布、提高巡逻车辆的调度效率起到了重要作用。可放大、缩小、查询、长度、面积测量等。可进行车辆人员指挥调度如：车辆人员定位、实时监控、轨迹回放、历史查询。还可警情警情的实时定位、警情查询和空间分析。利用摄像头自动选择、实时控制、大屏表达。
4.数字城市。地理信息平台可视化模块和空间分析模块，其中地理信息平台可视化模块实现地图的浏览、视图控制等基本地图功能，空间分析模块提供统计和分析等功能，为用户提供辅助决策和技术支持。
5.水利。在三维地理图层中实现显示、漫游等基本操作，实现水雨情信息关联查询、工程属性数据查询和空间定位等综合查询功能。基于水雨情自动遥测数据库，在地形图上标注查询时段内水情和雨情信息；具体到某个站点，可查询该站点的详细信息，绘制图表并进行定位；同时，预留人工数据库查询的接口。
6.地质灾害。以地理信息系统作为可视化平台，以地质灾害预警预报数学模型为核心，构建集地质灾害监测预警、信息管理与决策支持服务于一体的智能化系统。
五、结语
本文根据多年研究三维GIS的体会，评述EV-Globe和Skyline产品特性以及对比，也对三维GIS应用领域作为简单的阐述，该应用领域涉及行业还有很多比如海洋、林业、环保、石油、测绘等等。同时感受到随着智慧地球时代的来临，信息技术已经迎来发展浪潮，在这个崭新的以“物联网”和“云计算”为代表的智慧互联时代，人类将全面走进供应链协同生产、人与自然共生共赢的新纪元。国内GIS行业以三维GIS平台成果建成为契机，不断提升三维空间信息服务关键技术，结合服务共享技术和意识形态的提升，积极发挥三维空间信息服务在我国信息化建设中的作用，促进社会信息化发展做出很多的贡献。
【参考文献】
[1]北京国遥新天地信息技术有限公司产品技术白皮书