浅议3维GIS基础数据获取的若干问题

地理信息技术专业中常见问题解析地理信息系统的三维可视化与建模地理信息技术专业中常见问题解析地理信息系统的三维可视化与建模地理信息技术专业在当今社会中扮演着越来越重要的角色，而地理信息系统（Geographic Information System, GIS）作为该专业的核心技术之一，为地理数据处理和分析提供了有力的工具。

其中，三维可视化与建模是GIS的一个重要应用领域。

本文将解析地理信息系统的三维可视化与建模的常见问题，旨在帮助读者更好地理解和应用这一技术。

一、为什么要进行三维可视化与建模？地理信息系统的三维可视化与建模是将现实世界的地理空间信息以三维形式呈现给用户，使得用户可以更直观地理解和分析地理数据。

与传统的二维地图相比，三维可视化与建模能够提供更多的信息维度，使得用户在地理分析和决策中能够获得更全面、准确的结果。

二、三维可视化与建模的技术原理是什么？三维可视化与建模是基于地理信息系统的地理空间数据的展示和分析，它主要涉及到以下几个方面的技术原理：1. 三维地理数据模型：三维地理数据模型是表示三维地理对象的数据结构，常见的模型包括面模型、体模型和点模型等。

这些模型能够将地理现象的三维特征以数字化的形式呈现。

2. 三维可视化技术：三维可视化技术包括视角设定、光照模型和纹理贴图等，它们共同作用于三维地理数据，使得用户可以从不同角度观察和分析地理空间信息。

3. 三维建模技术：三维建模技术通过将地理空间信息进行数字化建模，使得用户可以在三维环境中进行模拟和分析。

常见的建模技术包括三维重建、三维投影和三维动画等。

三、三维可视化与建模在地理信息技术专业中的应用在地理信息技术专业中，三维可视化与建模被广泛应用于以下几个方面：1. 城市规划与设计：通过三维可视化与建模技术，城市规划师和设计师可以模拟和分析城市的发展和变化情况，帮助政府和决策者更科学地制定城市规划方案。

2. 自然资源管理：三维可视化与建模技术可以对自然资源进行精细化管理，从而实现对土地利用、生态环境和资源分布等方面的全方位监控，并为资源管理者提供科学决策支持。

三维GIS的基本问题探讨三维GIS的基本问题探讨随着科技的不断发展，地理信息系统（GIS）也逐渐进入了三维时代。

三维GIS是基于二维GIS发展而来的一种新型GIS技术，它能够将地理信息以三维形式呈现，使得用户能够更加立体、全面地了解和分析地理空间现象。

然而，三维GIS的发展还面临着一些基本问题，本文将对这些问题进行探讨。

首先，三维地理数据的获取是三维GIS的基础。

与二维GIS相比，三维GIS需要更多、更精准的地理数据。

然而目前的地理数据获取一般还是基于传统的二维手段，如卫星影像、航空影像等。

这种获取方式存在一定的局限性，不能完全满足三维地理数据的需求。

因此，如何开展高效、精准的三维地理数据获取成为了亟待解决的问题。

其次，三维地理数据的存储和管理也是三维GIS的一个难题。

由于三维GIS需要存储大量的地理数据，如三维模型数据、点云数据等，因此传统的二维GIS存储和管理方式存在一定的不足。

三维地理数据的存储和管理需要满足高效、可扩展性和可视化性的要求。

现有的数据库技术对于三维GIS的存储和管理还不够成熟，需要进一步研究和探索。

此外，三维地理数据的可视化是三维GIS的一个重要问题。

三维地理数据的可视化需要解决复杂的渲染算法和大数据处理的挑战。

如何提高三维地理数据的可视化效果和交互性，是三维GIS需要解决的一个关键问题。

目前，还没有出现能够满足三维GIS可视化需求的通用技术，需要继续研究和创新。

另外，三维GIS在应用上面临着一些挑战。

传统的二维GIS主要应用于土地利用规划、环境保护、城市规划等领域，对于三维GIS技术和方法的应用仍然相对较少。

如何更好地将三维GIS应用于实际工作中，发挥其在城市管理、空间分析等方面的作用，是一个需要探索和总结的问题。

最后，三维GIS的普及和推广也是一个关键问题。

尽管三维GIS在理论和技术方面有了很大的进步，但其在实际应用中的推广仍然面临一些困难。

这可能与使用成本、技术门槛、人员培训等因素有关。

测绘技术中的GIS数据获取与处理技巧随着科技的不断发展，地理信息系统（GIS）在测绘领域中扮演着越来越重要的角色。

GIS数据的获取和处理技巧对于准确地理信息的生成至关重要。

本文将探讨一些在测绘技术中常用的GIS数据获取和处理技巧，以帮助读者更好地应用这些技术。

一、GIS数据的来源GIS数据的获取可以通过多种途径完成。

其中，卫星遥感、航空摄影以及地面勘测是最常见的数据来源。

卫星遥感提供了高分辨率的遥感图像，这些图像可以用于测绘、环境监测和资源管理等方面。

航空摄影则通过飞机或无人机拍摄照片，获取地面上的连续图像，这些照片可以用于制作数字高程模型和三维地图。

地面勘测则涉及到在实地进行测量和观测，包括地形测量、土地调查以及建筑物测量等。

二、GIS数据的处理技巧1. 数据预处理在进行GIS数据处理之前，需要先进行数据预处理。

这包括数据清洗、校正和配准等过程。

数据清洗是指通过筛选、删除和修复无效的数据，以提高数据质量和准确性。

校正是指将数据与真实世界进行比对，并进行修正。

配准是将不同数据源的数据进行匹配，以确保数据层之间的一致性。

2. 数据转换GIS数据常以不同的格式存在，如矢量数据、栅格数据和点云数据等。

在数据处理过程中，可能需要将数据转换为其他格式以满足特定需求。

例如，将矢量数据转换为栅格数据可用于地形分析和可视化等。

数据转换还可以通过投影转换和坐标系统转换来处理不同坐标系的数据，以确保数据的准确性和一致性。

3. 空间分析空间分析是GIS数据处理的重要部分之一。

它包括对空间数据进行查询、统计、模拟和预测等操作。

通过空间分析，可以获取有关地理现象和空间关系的更多信息。

例如，通过空间查询可以找到某个区域内的所有医院和学校，以评估服务设施的分布情况。

模拟和预测可以根据已有数据进行模型建立和预测，以支持决策和规划。

4. 数据可视化数据可视化是将GIS数据以图形、图像或动态视觉展示的方式呈现给使用者。

它可以提供更直观、生动的数据呈现方式，帮助使用者更好地理解和分析数据。

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（2）传感器：接收从目标反射和辐射过来的电磁波 信号的装置； （3）遥感平台：搭载传感器的载体。
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图1. 遥感数据流程图
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物体的电磁波 特性
影响因子
传感器数据采 集
数据处理
应用
E
电 磁 能 量 （ ）
波长（λ ）
太阳位置 大气状态
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2、摄影测量技术
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（1）传统的摄影测量技术是利用光学摄影机摄影的像 片，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质 和相关关系的，并将所测得的成果以图解形式或数字 形式进行输出。
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（2）主要特点：在像片上进行量测，无须或很少接 触被摄体，受自然和地理等外界条件的约束少；像 片是对客观现象的一次真实记载，包含有丰富的信 息，可以选择所需量测和处理的对象，从像片上所 包含的几何信息中进行判读和计算。
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a）机载激光扫描系统：应用激光扫描仪和实时动 态GPS对地面进行高精度、准实时测量的系统， 主要用于大面积的3D地形数据。其基本组成为： 激光扫描仪； 飞行惯性导航系统INS及其显式设备； 差分GPS与计算机； 数据采集与记录设备； 电源。
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4、地图数字化技术
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广义数字化：泛指将信息转化为计算机能接收的
形式的过程；
狭义数字化：将地图/影像转变为符合要求的矢量
数据结构的过程。
地图/影像数字化
手扶跟踪数字化 扫描数字化

ｔ ｈｅ ｅ ｉ ａ ｈｅ ｔ ｏｒ ｔｃ ｌｋｎｏ ｅ ｇｅ Ａｔ ｌ ｓ ，ｔ ｅ ｖ ｅ ｏ ｈｅ ｄｅ ｌ ｍ ｅ ＤＧＩ ｈａ ｉ ｎ． ｗｌ ｄ ． ａ ｔ ｈ ｉｗ ｎ ｔ ｖｅｏｐ ｎｔｏｆ３ Ｓ ｓ ｇ ｖｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ３ ｙ ｗｏ ｄ ： ＤＧＩ Ｓ；３ ａ ａ ｍ ｏ ｅ ；ｓ ａ ｉ ｌ ａ ａ ｐ ｔａ ｎ ｌ ｓｓ ｉｉ ｉ ｔ ｎ ｌ ｓｓ Ｄｄ ｔ ｄ ｌ ｐ ｔａ ｔ ；ｓ ａ ｉ ｌ ａ ｙ ｉ ；ｖ ｓｂ ｌ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｄ ａ ｉ
维 ＧＩ Ｓ的发 展 提 出见 解 。
关 键 词 ： 维 ＧＩ ； 维数 据模 型 ； 维 空 间信 息 ； 间 分 析 与 三 维 可视 化 三 Ｓ三 三 空
中 图分 类号 ： Ｐ ５ Ｔ ７１ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８５ ９ （０ １ ０ —１ ５０ １ ０ —６ ６ ２ １ ）２０ １ －３
Ｔｅ ｈ ｏ ｏｇ ＆ Ｅｃ ｎ ｃｎｌ ｙ ｏ ｏｍｙ ｉ ｅ ｓ ｏ Ｃｏ ｎ Ａｒ ａ ｆ ｍｍ ｕ ｃ ｔ ｓ ｎｉ ａ ｉ ｏｎ
交 通 科 技 与 经 济
２ １ 年第 ２期（ ０１ 总第 ６ 期） ４
三 维 ＧＩ Ｓ技 术 的 若 干 问题 探 讨
于 宁
（ 尔滨 市 勘 察 测 绘 研 究 院 ， 哈 黑龙 江 哈 尔 滨 １ ０ １ ） ５０ ０
对象 。
Ｘ、 Ｚ三个 坐标 轴 来 定 义 ， 杂 程 度 高 ， 与 二 维 ｙ、 复 它
ＧＩ 义 在 二 维 平 面 上 的 目标 具 有 完 全 不 同 的 性 Ｓ定
质。 １ ２ 三维 ＧＩ ． Ｓ的特点
４ 三维 空 间分 析 。直接 在三 维空 间 中进 行空 间 ） 操作 与 分析 ， 空 间对象 进行 三维 表 达与 管理 ， 对 使三

浅议3维GIS基础数据获取的若干问题
朱士才;郭红;王铁军
【期刊名称】《测绘与空间地理信息》
【年(卷),期】2006(029)003
【摘要】随着科学技术的进步和应用的深入,人们已不再满足于2维GIS,而开始转向研究能真实反映客观自然空间的3维GIS.3维GIS的发展既存在有利因素,也面临必须克服的困难.3维空间数据的获取是3维GIS的基础,本文讨论了3维数据在采集、编辑、检查的生产过程中遇到的一些典型问题.
【总页数】2页(P70-71)
【作者】朱士才;郭红;王铁军
【作者单位】江苏省测绘工程院,江苏,南京,210013;吉林省安图县城乡规划勘测设计院,吉林,安图,133600;黑龙江地理信息工程院,黑龙江,哈尔滨,150086
【正文语种】中文
【中图分类】P208
【相关文献】
1.福州市GIS基础数据获取方法及技术探讨 [J], 陈瑞霖
2.有关基础地理空间数据的若干问题浅议 [J], 葛章发;陈恒;杨军生
3.我国GIS基础地理数据获取与更新发展战略 [J], 冯孟华
4.GIS基础地理信息数据获取方法及相关问题的探讨 [J], 鲍英华
5.我国GIS基础地理数据获取与更新发展战略初探 [J], 冯孟华;闵宜仁
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测绘技术中的三维数据获取与处理近年来，随着科技的不断发展和创新，测绘技术在各个行业中的应用也日益广泛。

其中，三维数据的获取与处理是测绘技术的重要组成部分。

本文将探讨测绘技术中三维数据的获取方法以及其处理技术的应用。

一、激光扫描在三维数据获取中的应用激光扫描技术是目前三维数据获取中最常用的方法之一。

通过使用激光仪器对目标物进行扫描，可以快速、准确地获取大量三维点云数据。

这些点云数据可以用来构建三维模型，进而用于地形分析、建筑设计等方面。

在激光扫描过程中，需要考虑到不同的环境因素对数据获取的影响。

例如，光线的强弱、物体的反射率以及扫描仪的工作原理等因素都会对数据的质量产生影响。

因此，扫描仪的安装和校准以及扫描的细节设置是至关重要的。

二、测绘技术中的摄影测量方法除了激光扫描技术外，摄影测量方法也是获取三维数据的重要手段之一。

通过使用航空摄影或地面摄影，可以获得大范围的三维数据。

对于航空摄影来说，无人机的应用使得数据的获取更加灵活和便捷。

在摄影测量中，数据的处理是非常关键的。

首先需要进行图像的预处理，包括图像校正、边缘提取等。

然后，通过解算相机的内外方位元素，可以将图像上的像点坐标与物方坐标建立联系，从而获取三维空间中的坐标点。

三、三维数据处理中的点云配准与拼接获取到的三维点云数据往往需要进行配准和拼接处理，以获得更完整的三维模型。

在配准过程中，通常采用ICP（Iterative Closest Point）算法，通过迭代的方式寻找点云之间的最佳匹配，以实现点云的对齐。

拼接过程中，需要对不同点云之间的重叠区域进行匹配和融合。

这涉及到点云的滤波、法线计算以及纹理贴图等技术。

通过这些处理，可以将多个点云拼接成一个完整的三维模型，并进一步应用于地理信息系统等方面。

四、三维数据处理中的特征提取与分析在获得完整的三维模型之后，需要进一步进行特征提取和分析。

这在城市规划、地貌分析等领域具有重要的应用价值。

例如，通过提取建筑物的轮廓线，可以进行建筑物的量测和分类；通过分析地形的高差和坡度，可以进行地形的等高线生成和坡面分析等。

宋关福：三维GIS的困境与出路1. 前言自Google Earth发布以来，三维GIS得到业界广泛关注，一时间成为研究和应用的热点，加上有美国宇航局(NASA)的World Wind等开源项目代码可供参考，各厂商纷纷推出三维可视化软件，在国内，命名为某某Globe或某某Earth的三维可视化软件就达数十个(我们自己也做了一个)，并建立了不少应用系统，可视化效果比二维更加真实的三维应用系统很快得到应用单位的青睐。

然而短短几年后，大家发现花费昂贵代价建成的三维可视化应用系统似乎没有更多实际用途，除看一看和查一查以外，很快就束之高阁，应用单位开始不满足于“面子工程”或“花架子”的三维可视化效果，并对三维GIS的实用性产生怀疑。

那么，究竟还要解决哪些问题才能让三维GIS最终走向成熟应用？2. 新技术光环曲线三维GIS作为高新技术，要厘清其技术和应用发展规律不是件易事。

GIS作为IT的一份子，借助IT领域常用的分析技术手段是十分有意义的。

国际著名的IT研究与顾问咨询公司Gartner，从1995年开始运用光环曲线(Hype Cycle)来表示各项新技术发展的生命周期。

光环曲线又称“炒作周期”，是对某一特定高新技术在成熟度(Maturity)和显现度(Visibility)两个维度进行分析并进行图形表示的一种方法。

在光环曲线中，以技术应用成熟度为横轴，显现度为纵轴，新技术的发展分为五个阶段，即：萌芽期、过热期、低谷期、复苏期和成熟期（图1）。

图1、Gartner光环曲线(炒作周期)萌芽期位于曲线的最底部和最左端，是新技术发展的开始，早期不为人所知，显现度低；随后显现度迅速提升，该技术成为业内耳熟能详的概念，达到过热期，实际上这是炒概念阶段；由于期望过高，加之技术本身的局限，失败的案例逐步增加，大家对该技术开始失望，显现度开始下降，新技术的价值受到质疑，逐步达到低谷期；此时该新技术不再时髦，但由于某些企业或某些业务持续的努力，新技术逐步成熟，可贵的实践经验提升了新技术的适用性，使得新技术逐步走向成熟应用的道路，这是复苏期，又称“顿悟的斜坡”；继续发展就到了成熟期，新技术已经趋于成熟，并被广泛应用，成为一种广为熟悉的普通技术，其应用价值被普遍接受。

Ａｂｔａｔ ｓ ｃ ｒ
Ｔ ｅｅｔ ｃｉ ｆ ｅｔｒｓａｄｅｔｉｓ ｒ ｓｒｐｉｔ ｌ ｄｄ ｔ ｉ ｃ ｒ ｎｌ ａｈｔ ｅｅｒｈ ｇｓｂ ｃ． ｏｆ ｔｅ ｄ ｒｓ ｔｉ ｈ ｘｒ ｔ ｎｏ ｆａ ｅ ｎ ｎｉｅ ｆ ｍ ｌ ｅ ｏ ｏ ａ ｕｒ ｔ ｏ ｒｓａｃｉ ｕ ｊ ｔＴ ｒ ｒ ｄｅｓ ｈｓ ａ ｏ ｕ ｔ ｏ ａ ｎ ｃ ｕ ａｓ ｅ ｙ ｎ ｅ ｕｈ ａ
ｉ ｕ ，ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｅ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔａ ｔｔ ｅ ｏ ｌ ｓ ｒｄ ｔ ｙ ｕ ｉ ｓｎ ｈ ｈ ａ ｔｒｓｉ ｏ ｅ ｓｂ ｉｇ ｎ ｎ ｉ ｔｇ ｒｄ ｍｅ — ｓ ｅ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒｗ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｎ ｗ ｍｅｈ ｄ ｔ ｘ ｒ ｃ ｒ ｓ ｆ ｍ ａ ｅ ａ ａ ｂ ｔ ｉｉ ｇｔ ｅ ｃ ａ ｃ ｅｉｔ ｆ ｒ ｅ ｅｎ ｏ ｎ ｅ ｅ — ｉ ｎ ｓ ｅ ｒ ｌ ｒ ｃ ｔ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒｓ
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形几何能够在更深层次上更加深刻地描述 、 研究和分 ＬＤ Ｒ Ｌｇｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ａｇ ｇ 技术 Ｉ Ａ （ ｉ ｔ ｔ ｎａ ｄＲ ｎ ｉ ） ｈＤ ｅｉ ｎ 的迅速发展 ， 为基础 测绘 、 城市三维建模 和林业应 用提 供 了一种
新 的技术手段 。激光扫描具有速度快 、 获取数据精度高等特 点 ，
能够快速准确地获得大量 的激光点 云数据 。如何从 这些点云数 据 中提取有意义 的实体或 是地 物数据并 加 以应 用 ， 目前 需要 是 迫切解决 的， 也是研 究者们所关注 的问题 。 目前 ， 有不 少关于从
激 光 点 云 中提 取 实 体 或 地 物 的 研 究 ， 基 于 ＴＮ 的 激 光 点 云 过 如 Ｉ

硬件技 术的飞速发展 无疑能提高三 维Ｇ Ｓ Ｉ 的性能 ，这一 点也 是三 维 Ｇ Ｓ Ｉ 设计必 须要考 虑 的 。总起 来说 ，三维 Ｇ Ｓ 该 Ｉ应 留有 易于 扩 展 的接 口 ，具有 及 时 吸 收外 部 先进 技 术 的 功
能。
维 、二 维对象在表达 上是不一样 的。传统 的二维Ｇ Ｓ Ｉ 是将
数 据库 。三维 空 问数 据库对 空 问对 象 的存储 与管理 使得三
维 ＧＳ Ｉ 既不 同于ＣＤ Ａ 、商用 数据库与科 学计算可视 化，也不 同于传 统 的二 维 Ｇ Ｓ Ｉ 。它可 能 由扩 展 的关系数 据库系 统也 可 能 由面 向对 象 的 空 间数 据 库系 统 存储 管理 三 维 空 间对
的近 似 。
别 于三 维Ｃ Ｄ Ａ 与科 学计算 可视 化 的特 有功 能 ，在 三维Ｇ Ｓ Ｉ 中 也 同样 如此 。空 问分 析三 维化 ，也就是 直接在 三维空 间 中 进 行空 问操作 与分析 ，连 同对空 问对象 进行三 维表达 与管 理 ，使 三维Ｇ Ｓ Ｉ 明显不 同于二 维Ｇ Ｓ 同时在功 能上也 更加 Ｉ，
基 于二维空 问的，二维 的Ｇ Ｓ Ｉ 虽然考虑 了三 维实体 的表 面视 觉 效果 ，但是却对 其 内部 的属 性无 能为力 。对 于三维实 体 的内部没 有形成 对于 空间分析 极为 重要 的拓扑关 系 。真 正 的三维Ｇ Ｓ（ Ｉ 真三 维 ）不但考 虑 了三维实 体的表面信 息， 同 样 对其 内部也建 立起来 了拓 扑关系 ，三维 空间表 达考虑 了 多个 除高程 以外人们 所关心值 的出现 ，将 多个 （， ， ） 测 Ｘ Ｙ ｚ观 点结构 化为实体域 ， 这种处 理是对人类居住 空问 的较 为接 近
ｌ 兰维Ｇ Ｓ Ｉ 的特点 （ ）包容 一维 、二维对 象 。三维Ｇ Ｓ 仅要表达 三 维 １ Ｉ不 对 象 ， 且 还要 研 究 一 维 、二 维对 象 在 三 维 空 问 中的表 而 达 。三 维空间 中的一维 、二维对象 与传统Ｇ ｓ 维空 间中的 Ｉ二

三维GIS数据融合的基本方法与进展三维GIS数据融合是将多源感知数据进行融合与集成，提供具有空间、时间和属性信息的三维地理实体模型的过程。

它通过将不同数据源的信息进行融合，能够提供更真实、全面、准确的地理信息，为决策制定提供支持。

以下是三维GIS数据融合的基本方法与进展。

1.数据预处理：不同源的数据需要进行预处理，包括去噪、配准、校正等。

同时，还需要将数据进行归一化，以确保不同数据源之间具有一致的空间和属性参考。

2.数据匹配与配准：在融合不同数据源之前，需要进行数据匹配与配准。

这涉及到将不同数据源的坐标系进行统一，使得它们在相同空间范围内具有一致的坐标和尺度。

3.数据融合方法：三维GIS数据融合的方法主要包括几何融合、属性融合和语义融合。

-几何融合：将不同数据源的几何信息进行融合。

常用的方法包括三维形状匹配、三维形状变换和三维三角网格融合。

-属性融合：将不同数据源的属性信息进行融合。

常用的方法包括数据插值、反演和统计分析。

-语义融合：将不同数据源的语义信息进行融合。

主要通过分析特征、分类和规则对地理实体进行语义匹配和关联，从而实现数据融合。

4.数据集成与更新：在融合不同数据源之后，需要将融合后的数据进行集成和更新。

这些数据集成的过程包括数据格式转换、数据压缩和数据存储，以适应不同应用的需求。

5.算法优化与模型改进：为了提高三维GIS数据融合的效果与效率，还需要进行算法优化与模型改进。

传统的数据融合算法可以结合深度学习方法进行改进，提高对复杂地理数据的融合精度和速度。

6.应用拓展：三维GIS数据融合的应用领域十分广泛，包括城市规划、地理环境分析、地质勘探和交通管理等。

随着技术的不断发展，三维GIS数据融合的应用也在不断拓展，为相关领域提供更全面、准确的地理信息。

总结起来，三维GIS数据融合的基本方法与进展主要包括数据预处理、数据匹配与配准、几何融合、属性融合、语义融合、数据集成与更新、算法优化与模型改进以及应用拓展等方面。

浅谈三维GIS发展的主要问题及趋势浅谈三维GIS发展的主要问题及趋势【摘要】三维GIS的相关研究已成为GIS未来重要的发展趋势。

本文简单阐述了三维GIS的定义和特点，并对其发展的主要问题和需求进行了分析，在此基础上提出了未来发展的展望。

【关键词】三维GIS；空间数据；地理信息1、三维GISGIS应用越来越广泛，对三维的呼声也随之越来越高，像地质、矿业勘探都已经开始使用三维GIS来开发所需应用。

目前还没有通用的三维应用平台[1]。

随着二维GIS及其相关技术的发展与成熟，以及现实对三维的需求越来越强烈，对三维GIS的研究和发展已经加快了步伐[2]。

1.1三维空间数据获取对于三维空间数据获取，目前主要存在以下几种方式：地图扫描数字化、摄影测量、遥感、多传感器集成等。

摄影测量技术已经进入了一个全数字摄影测量时代，它利用人工和自动化技术，由数字影像经过各种数字摄影测量出来生成各种数字和模拟的地图产品，已经成为三维GIS主要的数据来源[3]。

遥感技术由于其可以快速实时，全天候地监测和获取遥感影像，是三维空间信息最有效和最方便的数据源，极大地促进了三维GIS的发展。

不仅如此，空天地一体化对地观测传感网，可以从异构式传感器获取多尺度大范围的传感器数据，为实现真正的三维可视化提供了可能。

1.2三维GIS空间数据模型三维GIS的空间数据模型需要满足以下要求：明确对象的定义语言，几何变化关系；可以包括多种可视化模型的显示；具有一定的计算分析能力；形成高效的信息检索机制；并可与其他模型进行转换[4]。

已有的数据模型主要是从面、体、集成和对象四个方面进行描述和分析。

但现在的三维数据模型缺少统一的数据描述模型，无法真正实现现实世界地理实体三维数据模型的高度统一。

2、三维GIS面临的挑战三维GIS不仅仅只有某一种技术支持，是多种技术的协同支撑，面临着很多的挑战：（1）三维数据实时获取实现三维GIS表达非常困难，由于三维GIS数据采样率很低，无法像二维地图那样准确的描述，容易出现偏差。

三维GIS的基本问题探讨
三维GIS的基本问题探讨
回顾与评述了三维GIS的相关发展情况,探讨了三维GIS的有关基本问题, 如数据获取、大数据量存贮与处理、三维空间分析,同时指出科学计算可视化、数据库系统管理、数字影象处理等技术的成熟和二维GIS长期发展提供的理论实践经验等为三维GIS的发展提供了良好的基础.最后为三维GIS实际系统的开发提出了几个值得注意的要点.
作者：肖乐斌钟耳顺刘纪远宋关福作者单位：肖乐斌(中国科学院遥感应用研究所;中国科学院地理信息产业发展中心)
钟耳顺,宋关福(中国科学院地理信息产业发展中心)
刘纪远(中国科学院地理科学与资源研究所)
刊名：中国图象图形学报A辑 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF IMAGE AND GRAPHICS 年，卷(期)：2001 6(9) 分类号：P208 TP311 关键词：三维GIS 基本问题数据结构。

五、三维GIS缺点
– 大部应用以影像和地形为名注记显示效率不高
– 大规模的城市模型显示效率不高
– 缺乏高端的三维分析功能
一、三维GIS特点：
1. 空间信息的展示更为直观。与二维GIS相比，三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它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；
2. 多维度空间分析功能更加强大。对空间对象进行三维空间分析和操作也是三维GIS特有的功能。
EV-Globe的地图服务器不但兼容了二维GIS绝大部分的功能，如点选查询、框选查询、圆选查询等基本功能，而且可以提供一般三维GIS平台不具备的缓冲区分析、最优路径分析等强大功能，同时，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。此外，用户还可以在EV-Globe中看到烟雾、尘暴、火焰以及下雨、下雪等特殊效果。EV-Globe在空间分析上的优势，可以说是集二维GIS与三维GIS之长，受到国内市场的青睐。
二、三维GIS问题和技术瓶颈。
1. 昂贵的数据投入。
2. 海量数据处理的技术瓶颈。
3. 三维GIS还要跨越一些技术难点，如海量存储、网络传输、数据发布、数据共享等
三、GIS的三维时代已经来临
Skyline具有强大空间信息展示功能，支持交互式绘图工具，提供三维测量及地形分析工具，提供数据库接口支持如Oracle，ArcSDE，拥有强大数据处理能力。Skyline在专业的空间分析尚有不足，如缺少淹没分析。由于Skyline是外国三维平台，最新版本都无汉化版本，本地化的速度也比较慢。
VRMap采用J2EE体系架构，可快速、灵活构建基于Web的三维业务应用系统；同时VRMap提供城市级别的基于网络的海量精细场景，可以快速建立三维应用。

基础地理信息数据库更新的若干思考随着科技的发展和社会的进步，地理信息系统（GIS）在各个行业中得到了广泛应用。

基础地理信息数据库作为GIS的核心组成部分，承载着大量的地理信息数据，对于地理空间分析及其他应用具有重要意义。

然而，由于城市发展的动态性和地理信息的多维度特性，基础地理信息数据库需要定期更新以保持数据的准确性和及时性。

本文将对基础地理信息数据库更新的若干思考进行探讨。

首先，基础地理信息数据库更新的频率和时效性是关键因素。

随着城市的不断变化以及新的地理信息采集技术的发展，需要确保基础地理信息数据库定期进行更新。

例如，对于道路交通网络信息，交通流量以及交通规划，需要及时收集最新的数据以便为交通管理和规划提供基础数据支持。

此外，随着无人驾驶技术的兴起，对道路规划和交通预测的需求也会增加，因此基础地理信息数据库的更新频率需要随着科技的进步而不断提高。

其次，基础地理信息数据库更新的质量是保证数据准确性的基础。

地理信息数据的质量对于决策者和用户来说至关重要。

因此，在更新过程中应该采用高精度的数据采集方法，确保数据的准确性。

同时，为了验证更新后的数据质量，需要进行数据质量评估和控制。

通过与其他可信数据源的对比以及采用质量评估指标，可以提高基础地理信息数据库数据的准确性和可信度。

第三，基础地理信息数据库更新的内容需要与应用需求相匹配。

不同行业和应用领域对基础地理信息数据库的需求有所不同。

因此，在更新数据库时，需要根据具体的应用需求进行有针对性的数据更新。

例如，在城市规划和土地利用方面，需要收集更新的地理信息数据包括土地类型、土地所有权和用途等信息；在环境保护领域，需要获取更新的地理信息数据包括水资源、气候和土壤类型等信息。

只有在适应不同应用需求的基础上进行数据更新，才能更好地满足用户的实际需求。

最后，基础地理信息数据库更新过程中的数据安全和隐私保护需要得到重视。

地理信息数据库中包含大量的敏感信息，如个人定位数据和企业经营数据等。

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２ —ห้องสมุดไป่ตู้ ３
科技论坛 ｌ Ｉ Ｉ
李木 子
科
现代工程测量三维 Ｇ Ｓ Ｉ 技术若干问题 的研究
（ 黑龙江省有 色金属地质勘查 ７ １ ． ０ 队 黑龙江 哈 尔滨 １０ ２ ） ５ ０ ８
摘 要： 二维 Ｇ Ｓ Ｉ 始于二 十世 纪六十年代的机 助制图 ， 今天 已深入到社会的各行各业 中， 土地 管理、 如 电力 、 电信 、 城市管 网、 水利、 Ｙ 交通 以 消Ｐ ， 及城市规划等。 二雏 ＧＳ 但 Ｉ存在 着 自身难以克服 的缺 限 ， 质上是基 于抽 象符号的 系 ， 本 统 不能给人 以 自 然界 的本原感受。 随着应用的深入 ， 第三维的 高程信息显得越 来越 重要 。因此具有较强的局 瞄 ｌ。这是 由 当时的应用要 求、 生 数据获取 手段及 相关的计算机技术发展条件决定 的。
关键词： Ｉ； Ｇ Ｓ 三维； 术； 技 实现
三维 与功能 随着 ＧＳ应用的深入， Ｉ 人们越来 越多地要 核心 ， 空问分析则是其独有的能力 。 ｃａｓＥ ｇ ：ｕ ｌ ｂｅ ｔ ｌ ｄｅ ｐｂｉ Ｏ ｊｃ ｓ ｃ 求从真三维空间来处理 问题。在应用要求较为 增强相对应 的是 ，三维 Ｇ Ｓ Ｉ 的理论研究和 系统 ｆ ｔＳａｔ／ 的起 点 ｉ ｔ ； ｎ ｒ ／边 强烈的部门如采 矿、 质、 地 石油等领域 已率先 发 建设工作 比二维 Ｇ Ｓ Ｉ 也更加复杂 。 ｉ ｎ ；￣的终点 ｎ Ｅ ｄ／ ｔ ／ 展专用韵具 有部分 功能的三维 Ｇ Ｓ Ｉ， 但由于它们 ３三维 ＧＩ Ｓ的功能 ｉ ｅｔ ｉ ｇ ； 边的左三角形索引 ｎ Ｉ ｆ ｒ ｎｌ ／ ｔ． Ｔ ａ ｅ ／ ． ３１ ． 包容一维 、 二维对象 ｉ ｉ ｔ ｉ ｇ ； 边的右三角形 索引 ｎ Ｒｇ Ｔ ａ ｌ ， ｔ ｈ ｒｎ ｅ ， 般是针对 自己的领域开发 的， 没有从 理论 上 加以系统完整的研究， 没有面 向通用 平台进 行 三维 Ｇ Ｓ Ｉ 不仅要表 达三维对象， 而且要研 ｉ ｄ ｘ／ 边 的索引ｌ ｎ ｉ ｅ； ｔｎ ／ ５ Ｔ Ｎ的实现 Ｉ 设计 。因此它们在国际 国内也 被俗称为 ２ ． ５维 究一维 、 二维对象在三维空间中的表达 。 三维空 的系统。 考虑到 ２ 维这一概念并不严密 ， 以 问 中的－ 维 、二维对象与传统 Ｇ Ｓ ． ５ 所 二 Ｉ 的二维空间 这里所 采用 的 Ｄ ｌ ｎｙ 成算 法主 要分 ｅ ｕａ 生 ａ 称之为“ 地形 面三维” 或简称面三维。面三维的 中的一维 、 二维对象在表达上是不一样的 。 传统 为两步 ： 首先要生成一个包括所有离散数据点 ＧＳ Ｉ 本质 Ｉ ３ － 然是二维 Ｇ Ｓ ｛ Ｉ 系统 。 的二维 Ｇ Ｓ 一维、二维对象垂直投影到二维 的凸壳 ； Ｉ将 再利用该凸壳生成—个初始的三角网 ， １三维 Ｇ Ｓ Ｉ 的定义 平面上 ，存储它们投影结果的几何形态与相互 并在此基础之上 ， 逐个加入其它离散点 ， 生成最 从不 同的角度 出发 ， Ｉ 有 三种定 义 ： １ 问的位置关系。 ＧＳ （） 而三维 Ｇ Ｓ Ｉ 将一维 、 二维对象置 终的三角网 。 于凸壳 的生成我们采用格雷厄 对 基 于工具箱 的定义 ，认为 Ｇ Ｓ —个从现实世 于三维立体空间中考虑 ， Ｉ是 存储的是它 们真实的 姆算法 ，该算法是求解平面点集凸壳问题的最 界 采集 、 存贮 、 转换 、 显示空间数据的工具集合 ； 几何位置与空间拓扑关 系，这样表达的结果就 佳算法 ， 算法复杂度为 Ｏ ｎ ｌ ） （ 该算法能很好 ｏ （） ２ 数据库定义 ， 认为 Ｇ Ｓ Ｉ 是一个数 据库系统 ， 能区分出～维、 二维对象在垂直方向上的变化 。 的生成符合 Ｄ ｌ ｎｙ ｅ ｕ ａ 法则的三角 网， ａ 也就 是我 在 数据库里 的大 多数数据能被索引 和操作 ， 二维 Ｇ Ｓ 以 Ｉ 也能通过附加属性信 息等方式体 现这 们在地形可视化时需要的 Ｔ Ｎ模型。 Ｉ 回答各种各样的 问题 ；３ （ ）基于组 织机构的定 种变化 ， 但存 储、 管理 的效率就显得 较低 。 出 输 首先选取值最小的点作为参考点 ， 将离 散 义， 认为 Ｇ Ｓ Ｉ 是—个功能集合 ． 能够存贮 、 检索 、 的结果 也不直观。 数据点按照它们 与参考点之间的角度 的大小对 操作和显示地理数据 。 是一个集数据库 、 专家和 ３２可视化 ２５维 、 ． ． 三维对象 数组进行排序。其 中选取 Ｘ 坐标最小 点作为参 持续经济支持的机构团体和组织结构 ，提供解 三维 Ｇ Ｓ的首要特 色是要 能对 ２ Ｉ ． 、 ５维 三 考点有两个原 因： １ｘ 小的数据点必定是 凸 （ ）最 决环境问题 的各种决策支持。基 于工具箱的定 维 对象 进行可 视化 表现 。在建立 和维 护三维 壳的顶点 ；２ （）选取 Ｘ 最小 的点作为参考点 ， 可 义强调对地理数据的各种操作 ，基于数据库的 Ｇ Ｓ的各个 阶段 中 ， Ｉ 不论是对三维对 象的输入 、 以使其它数据点 与参考点之 间的夹角在 ｆ ， － 砣 定义 强调用 来处 理空 间数据 的数据 组织 的差 编辑 、 存储 、 管理 ， 还是对它们进行空间 操作与 竹 １ 间 ， ２ 之 在这个区间 中， 角度 的正切 值是随角 异 ．而基于组织 的定义强调机构和人在处理空 分析或是输 出结果 ， 只要涉及 到三维对象 ， 就存 度 的增大 而增大的 ， 有利 于编程实现 。另外 ， 使 问信息上的作用 ，而不是他们需要的工具的作 在三维可视化问题 。三维对象 的几何建模与可 用离散数据数 目加 Ｉ 的数组来存 储数据 点 。 并 用。 视表达在三维 Ｇ Ｓ建设 的整个过程中都是需要 将 排序后 的数据点的第一点的坐标存人数组的 Ｉ ２三维 ＧＩ Ｓ的特点 的， 这是三维 ＧＩ Ｓ的一项基本功能 。 最 末位 置 上 。 在三维 Ｇ Ｓ中 ， Ｉ 空间 目标通过 Ｘ、 Ｚ三个 Ｙ、 ３３三维空间 Ｄ ＭＳ管理 ． Ｂ ｉｔ ｏ ｖｘ ） ｎ Ｃ ｎｅ （ ． 坐标轴来定 义，它与二维 Ｇ Ｓ Ｉ 中定 义在二维平 三维 Ｇ ｓ Ｉ 的核心是三维空间数据 库。三维 ｛假设 凸壳顶点数 目等于离散点 的数 目； 面上的 目 标具有完全不 同的性质。在 目 二维 空问数据库对空间对象 的存储与管理使 得三维 前 ｊ ｌ ＝； ＧＳ Ｉ 中已存 在的 ０ １ ２ ， ， 维空间要素必须进行三 Ｇ Ｓ Ｉ 既不同于 Ｃ Ｄ Ａ 、商用数据库与科 学计算 可 ｆ ｋ ３ｋ： ｏ ＝ ；＜ 凸壳顶点数 目； ＋ ） ｒ（ ｋ ＋ 维扩展 ， 在几何表示 中增加三维信息 ， 同时增加 视化 ， 也不同于传统 的二维 Ｇ Ｓ 它可能 由扩展 Ｉ。 ｗ ｉ ｊｋ １ ； ｈｌ ＜ — ） ｅ（ 三维要素来 表示 体 目 。空间 目标通过 三维坐 的关系数据库系统也可能 由面向对象的空间数 标 ｆｉ ｊ ｌ ｆ（＋ 点不是凸壳的顶点） 标定义使得空间关系也不 同于二维 ＧＳ Ｉ，其复 据库系统存储管理三维空间对象。 ｆ删除该点 ， 其后所有数 据点前移一位 ； ４Ｔ Ｎ的数据结构 Ｉ 杂程度更高 。 二维 Ｇ Ｓ Ｉ 对于平面空间的有限一 互 ｋ ｋ １ｊｊ １ ＝ － ；－－ ； 斥一 完整划分是基于面的划分 ， 三维 ＧＳ对于三 Ｉ 考虑到生成 ＴＮ的算法中点 、 面之间的 Ｉ 线、 凸壳顶点数 目减 １｝ ； 维 空间的有 限—互斥一完整划分则是基于体 的 拓 扑关系 ， 采用 了如下的数据结 构作为 ＴＮ的 Ｉ ｅｓ －＋ ； ｌ ｊｊ】 ） ｅ 划分， 因而， 通过分析基于（ 单一 ） 体划分的三维 存 储结构。该数据结构能够较好 的建立 ＴＮ数 Ｉ ｒ ｕｎ凸壳顶点数 目；ｌ ｅｒ ｔ 矢 量结构 Ｇ Ｓ Ｉ 几何成分之间的拓扑关 系，李青 据模 型的拓 扑关 系， 并且能在其点 、 以及三 角 边 在此指出三维 Ｇ Ｓ Ｉ 的发展一方 面面临着 完 元提 出五组 简化的拓扑关系。三维 Ｇ Ｓ Ｉ 的可视 形 之间建立 快速索 引，有利于在 ＴＮ生成算法 整的三维数据模 型和数据结构的缺乏 ，数据 获 Ｉ 表现也 比二维 Ｇ Ｓ复杂得多 ，以致 于出现 了专 中的实现 ， Ｉ 具体如下 。 取及大数据量存贮和处理上的困难 ，三维空 间 门的三维可视化理论、 算法和系统 。 ４１ 散 点 表 ．离 分析能力薄弱等困难 ，另一方面又面临着科学 总起来说 ， 与二维 ＧＳ相 比， Ｉ 三维 Ｇ Ｓ对客 Ｉ 离散 点表作为所有点 坐标 数据 的数据库 ， 计 算可视化理论技术、 数据库 系统管理技术 、 数 观世界的表达能给人以更 真实的感受 ，它以立 建立其索引便于 以后的边表和三角形表 中点索 字 影象处理技术和二维 ＧＳ Ｉ 长期发展提供 的理 体造型技术给用户展现地理空间现象 ，不仅能 引 的查 询 。 论 实践经验等有利因素。最后也 为三维 Ｇ Ｓ Ｉ 实 够表达空问对象问的平面关 系，而且能描述和 际系统 的开发提 出了几个 值得注 意的要点 。 ｃａｓＤｓｒｔ Ｐ ｉｔｐ ｂｉ ｂｅｔ ｌ ｉ ｅｅ ｏ ：ｕ ｌ Ｏ ｊｃ ｓ ｃ ｄ ｎ ｃ 表达它们之问的垂向关系 ；另外对空间对象进 ｆ ｏｌＸｙ 离散点的坐标 ａ ，； ｌ ｆ 行三维空问分析和操 作也是三维 Ｇ Ｓ Ｉ 特有的功 ｉｔｉｄｘ ／ ｎ ｎ ｅ ；点的索引 ｝ ／ 能 。而与 Ｃ Ｄ及各 种科学计 算可视化软 件相 Ａ ４２有 序 边 表 ． 比，它具有独特 的管理复杂空间对象能力及空 记录三角网生成期问所使用过的边 ，以及 间分析的能力。三维空间数据库是三维 Ｇ Ｓ Ｉ 的 最后存储 的三角形间边的信息 。 责 任 编 辑 ： 帆 杨

工程测量中的三维GIS技术分析摘要：随着我国科学技术的不断发展和积极应用，社会各界的经营模式在原有基础上发生了巨大变化，各行业的工作模式也发生了巨大突破和发展。

其中，工程测绘工作在许多项目中具有重要价值，GIS技术的发展和创新也充分保证了这项工作的质量。

在这个新时代，GIS技术的应用已经成为时代发展的重要组成部分，越来越多的项目正在积极应用这一先进技术，以提高相关数据的准确性。

文章分析总结了目前GIS技术的主要特点及其在工程测量中的作用，旨在推广这项新技术，鼓励相关领域的工作人员积极应用，提高工作效率。

关键词：工程测量；三维GIS；技术分析1地理信息系统GIS综述1.1地理信息系统的概念地理信息系统是地理空间科学中一种重要的信息采集、处理和显示技术，在信息获取的准确性和应用的便利性方面具有很大的优势。

它可以更好地为地理空间科学的总体规划和信息发展提供重要的数据参考。

在地理信息系统中，计算机和云计算主要用于实现数据的综合统计和分析。

在数学模型建立和地理空间坐标转换方面，可以实现快速准确的处理，为有效建立三维地理空间模型和促进地理信息技术发展做出了重要贡献。

在地理工程测绘领域，3S技术已成为一种极具优势的应用手段，GIS系统中出色的数据集成为其他技术提供了更好的参考和保障。

1.2地理信息系统的功能进入GIS系统的地理空间参数信息的形式和类别更加多样，包括野外空间的地形地貌、城市地区的资源勘探和路线分布等。

系统内的综合数据量非常大，可以更好地为技术人员提供搜索和参考。

目前，在许多城市的地下管线规划和新区开发建设中，有必要利用GIS系统提前对模型进行检测和碰撞测试，这对提高规划决策方案的科学性具有重要意义。

在GIS系统中，还可以通过多点连接实现快速映射，有效避免了手工处理中的不精确和低效问题。

它在信息输入、存储和检索过程中也更加高效和方便。

这些优势符合测绘工程对精度的要求，也为测绘工程信息网络的建立提供了可靠的保障。