数字地球三维空间信息服务关键技术研究

地质信息数字化技术（孙少平）地理信息系统（geographic information system，GIS）是近20年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、Internet、多媒体技术及虚拟实现技术等融为一体，利用计算机图形与数据来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。

这样就可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户。

我国的GIS研究起源于80年代中期，一些大学和研究机构在消化、吸收和应用国外地理信息系统软件的基础上，相继研发了一些GIS原形。

90年代初，国产软件如MapGIS、GeoStar、Citystar、ViewGIS等并开始在中国市场上使用。

这些软件主要基于微机平台和Windows操作系统，为GIS技术的普及和推广起到了积极作用。

地质信息数字化技术是河南煤炭地质勘察研究院自1998年开始，在通用地理信息系统MAPGIS的基础上，结合煤田地质和矿井地质的特点，进行再次开发，用于解决煤田地质和矿井地质报告编制，最终形成数字化图件和电子形式图件的实用技术。

该技术在我省煤田地质系统及部分煤矿得到推广和应用，取得了良好的社会效益和经济效益。

为了进一步扩大煤勘院在矿井地质方面的服务领域，目前我们正在引进、消化“数字矿井地质报告修编系统”，可以预见，该系统的推广和应用，将成为煤勘院一个新的利润增长点，也为确保我院在该领域处于先进水平起到积极作用。

1 地理信息系统（GIS）是数字地质的首选平台随着人类社会的进步和计算机技术的发展，地理信息系统的应用空间正在迅速拓展。

专家测算，人类接触的信息中80%与地理信息有关！以往人们多试图运用数据库管理系统，对现有地质图和采掘工程图中的等高线、导线点、钻孔、储量块段等坐标数据和高程、煤质、岩矿分析等卡片信息实施整理录入，放置在数据库系统的一个或多个数据表中，在此基础上开发常规的属性数据管理功能。

《走进“数字地球”》学习任务单一、学习目标1、了解“数字地球”的概念和内涵。

2、掌握“数字地球”的关键技术和应用领域。

3、分析“数字地球”对社会发展和个人生活的影响。

二、学习内容（一）“数字地球”的概念1、定义：“数字地球”是一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的虚拟地球。

2、特点：集成性、虚拟化、交互性、动态性。

（二）“数字地球”的关键技术1、信息获取技术包括遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）等，用于收集地球表面的各种信息。

2、数据存储与管理技术需要高效的数据库系统来存储和管理海量的地理数据。

3、数据融合与处理技术将不同来源、不同格式的数据进行融合和处理，以获取更准确和有用的信息。

4、网络通信技术保障数据的快速传输和共享。

（三）“数字地球”的应用领域1、资源管理可以对土地、矿产、森林、水资源等进行有效的监测和管理。

2、环境保护用于监测环境污染、生态破坏，制定环保政策和措施。

3、城市规划帮助规划者更直观地了解城市现状，进行合理的规划和布局。

4、灾害监测与防治如地震、洪水、火灾等灾害的监测、预警和救援。

5、农业领域实现精准农业，提高农业生产效率和质量。

（四）“数字地球”对社会发展和个人生活的影响1、社会发展推动科技创新，促进经济增长，提升国家的综合竞争力。

2、个人生活为人们的出行、旅游、购物等提供便捷的信息服务。

三、学习资源1、相关书籍：《数字地球导论》、《数字地球与地理信息系统》等。

2、在线课程：各大在线教育平台上的“数字地球”相关课程。

3、学术论文：通过学术数据库检索相关的研究论文。

4、科普网站：如科普中国等网站上的“数字地球”科普文章。

四、学习方法1、自主阅读认真阅读相关书籍和文章，理解“数字地球”的基本概念和原理。

2、观看视频通过观看在线课程和科普视频，加深对“数字地球”的认识。

3、案例分析研究“数字地球”在不同领域的应用案例，分析其作用和效果。

三维数字校园建设的关键技术研究作者：高顺喜来源：《城市建设理论研究》2013年第20期摘要：虚拟现实技术作为信息科学的一门新兴学科正日益成为当前研究的热点，将虚拟现实技术应用到数字校园的建设，能把学校建设成面向校园和社会的一个超越时间和空间的虚拟数字大学。

本文在分析研究虚拟现实技术及相关理论的基础上，通过三维建模、场景优化、虚拟现实技术等技术，融合面向对象编程技术以Visual C++和Open Inventor为开发工具设计实现了三维数字校园，并对相关技术进行了讨论。

关键词：数字校园；虚拟现实；三维建模； Open Inventor中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1 引言“数字校园”作为“数字地球”在校园区域的具体应用，就是利用先进的信息化手段和工具，将校园信息按地理坐标组织构建一个数字空间，使得人们犹如现实一样不仅可以实时浏览校园基本信息，还可以对校园三维景观进行放大、缩小、查询分析和校园漫游。

目前，国内数字校园的信息化建设已经过了长时间的发展，数字校园的构建及发布已成为可能。

本文着眼于将当前较为成熟的三维建模技术、虚拟现实及相关技术整合在一起，构建出一个具有人机交互、查询功能的数字校园系统，这对最终实现校园教育过程的全面信息化有实际意义。

2 系统的结构设计思想（功能描述）数字校园系统的构建与其所要建设的内容息息相关。

它是以虚拟现实技术为核心，综合利用先进高效的数据采集技术、三维模型重建技术和计算机可视化技术而实现的。

为了实现系统三维动态可视化及实时浏览的特点，本系统主要设计了数据载入、实时浏览、属性信息查询和多媒体控制四大功能模块：（1）数据载入模块根据建筑、道路、辅助设施逐层级完成场景数据文件的读取；（2）实时浏览主要功能是通过鼠标键盘等外部设备的输入，用户可控制调节浏览的速度、视点位置、观察视角，实现多方位角度的观察；（3）属性信息查询模块提供了场景中三维实体对象的属性信息查询以满足用户信息查询的需要；（4）多媒体控制模块主要是通过语音介绍功能增强用户在系统环境中漫游时的体验感和沉浸感。

A．数字地球是数字化的地球 B．数字地球已能满足人类目前的需要 C．数字地球最大特征是虚拟现实 D．数字地球采取集中方式存储信息 【答案】AC 【解析】本题考查数字地球的相关知识，数字地球是数字化的地球，即把整个地球信息进行 数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。它正处于不断完善之中，还无法满足人类的需 要，数字地球是虚拟的地球，虚拟现实是数字地球的最大特征，数字地球需要存储大量信息， 不能集中存储，采用在全球网络中分散式存储。 例 2. “数字地球”的应用领域包括（ ） ①可持续发展 ②政府决策 ③百姓生活 ④科学研究 A．①② B．③④ C．①②③ D．①②③④ 【答案】D 【解析】数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识，是遥感技术、 全球定位系统、地球信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。“数字地球” 的服务对象覆盖整个社会层面。 例 3. “数字地球”是美国前副总统戈尔 1998 年提出的，严格地讲是以计算机技术、多媒体 技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，对地球高分辨率、多尺度、多时间和多 种类的三维描述，也就是“虚拟地球” 。据此完成（1）～（2）题。 （1）. 下列有关数字地球的说法错误的是( ) A. 数字地球就是把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统 B．数字地球就是地理信息技术 C．数字地球用数字化手段统一处理地球问题 D．数字地球是 RS、GIS、GPS 等各种技术的综合应用 【答案】B 【解析】数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现与再认识，是全球定位系 统、遥感技术、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合应用。 （2）．数字地球的最大特征与依据是( ) A．全球网络 B．分布式存储 C．虚拟现实技术 D．高分辨率的卫星影像 【答案】C 【解析】虚拟现实技术是数字地球的最大特征与依据。