三维GIS技术的发展前景

近些年来，定位系统技术、航空航天遥感技术和计算机网技术的快速进步推动了传统式GIS技术以及运用产生颠覆性的转变。GIS由于具备了日渐强劲的综合分析、分析剖析、定性分析和可视化剖析等作用，因而已变成大家在普遍的行业内了解时光因素和处理繁杂难题的关键专用工具。非常是因为愈来愈美观大方真实的多种多样像素多时相遥感影像数据信息和全世界大数字标高实体模型数据信息在网络空间下普遍必得，二维矢量地图、遥感影像和三维地貌表层实体模型的混和运用已变成平民百姓见怪不怪的基础定位导航方法。GoogleEarth这类的“大数字地球”让大家真实看到了一个“系统化”“真实化”的全球，并从此改变了大家跟信息内容互动的方法，三维GIS定义变成现如今业内最受欢迎的话题讨论。遗憾的是，这种在大家消費行业风靡的运营模式却被衔接蹭热点，并涌向技术专业GIS行业。假如说三维GIS从1999年的“大数字地球”定义蹭热点刚开始，2006年陆续出現GoogleEarth和VirtualEarth而抵达热捧的巅峰，愈来愈多的制造行业和地区盛行创建“吸引住目光”的三维可视化系统软件，五花八门的三维可视化手机软件应时而生，乃至很多GIS业内的专业人员都觉得这就是三维GIS的将来。伴随着对三维GIS技术很多脱离实际的期待毁灭，大家迫不得已平静下来深思熟虑三维GIS技术的优点和局限性，及其其成熟情况，并再次返回可持续性的进步道路。文中尝试从基本要素、运用要求和技术动态化等层面就真三维GIS技术的进步与演变开展简略的简评。
第一，文中的“真三维GIS”定义借以注重地面上下室外三维室内空间实体线的集成系统表达，具有当然的地质构造和土层的各种各样人工服务房屋建筑，也有地底的地质结构和各种各样工程项目设备与房屋建筑，突显全部三维实体线室内空间一体化的高精密模型和精确度量分析。三维代表多维度，真三维GIS技术架构当然包括了传统式2维和2.5维的GIS技术内涵，并能依据必须具备适当的多维度表达。大家都知道，二维GIS关键对于三维室内空间实体线在平面图地形图室内空间中抽象化的二维抽象性表述，以摩天大楼和地铁站等为意味着的地面上室内空间和城市地下空间的规模性综合利用正促使竖直的三维城市形态越来越极其繁杂和充滿风险性，真三维的城市形态架构数据信息将是大城市设计规划、建设管理、安全防护和综合性市场竞争力的关键借助。二维GIS技术无法详细精确表达三维城市形态的局限性愈来愈显著，急需解决提升三维室内空间实体线集成系统表达的发展瓶颈，而这类集成系统表达统一考虑到了三维室内空间实体线的几何图形、拓扑、外型和词义信息内容；因为多技术专业多源数据信息（包含具有的地图信息、现势的控制器数据信息和对未来的规划设计方案数据信息）的综合性运用，要适用多源三维实体模型数据信息在英语的语法和词义方面的无缝隙融合。虽然根据星载或L波段的干预雷达探测精确测量、摄影测量和激光器扫描仪等新一代对地观察技术促使全世界范畴的高精密地貌表层实体模型迅速获得变成实际，但迅速获得大范畴繁杂总体目标的高精密多关键点层级的三维几何模型依然是全球性难点，而详尽的房间内和地底三维全自动模型具有趣味性。因而，目前很多的三维GIS运用还关键借助人工服务模型方式，高效率很低，成本费极高，再加三维空间数据內容的局限和盲目性也限制了其运用的广度和深度。这也是造成 真三维GIS从蹭热点的“高峰期”跌到“低潮期”的关键缘故。
第二，GIS技术最少有几大明显不一样的核心运用，一个是系统化运用，另一个是通俗化运用。系统化运用要求毫无疑问是牵动着GIS关键技术不断自主创新的原动力，而通俗化运用关键根据完善的GIS技术和商业服务运行。GIS技术原本是以便土地规划管理类专业运用要求而问世的，伴随着GIS的持续完善和数字化运用，平民百姓却日渐变成最众多的客户人群。假如说系统化运用更依靠GIS具备精准靠谱的量度剖析，那麼平民百姓则必须更为灵巧形象化的可视性导航栏。与这二种要求密不可分有关的是GIS最关键的空间数据基本：精准度量分析的数据信息基本是图型，而真实可视性导航栏的数据信息基本则是图象。从而就非常容易了解为何高像素遥感影像能促进GIS通俗化运用快速普及化了。很显而易见，系统化运用的GIS精准模型与分析剖析作用要比通俗化运用的影象地形图定位导航作用繁杂得多，由于通俗化的导航地图服务项目一般只必须比较简单的数据库系统和比较简单而比较有限的可视化查寻与剖析作用。伴随着中国特点的都市化进步加快推动，竖直大城市做为一个繁杂的巨系统软件急需解决进步兼具地面上下大空间构成自然环境的大城市设计规划、工程项目适宜性点评与可靠性设计、自然灾害与风险评估、应急处置管理决策等新技术，文中的真三维GIS就是说朝向那样的系统化运用。伴随着GIS运用从輔助宏观经济整体规划战略决策到支撑点外部经济设计方案和工程建设的逐步推进，从二维到三维的必定发展趋向正展现一个加快趋势，真三维GIS的系统化运用将立即围绕一个工程项目的过程，而三维GIS与辅助设计设计方案（CAD）,工程建筑信息内容实体模型（BIM）和工程建筑与基本建设（AEC）的无缝隙集成系统正产生全部建筑工程设计与建设管理行业从二维工程图纸到三维协同管理与修建的颠覆性转变。
第三，电子计算机三维图型技术的迅速进步巨大地推动了三维GIS的可视化技术发展，乃至于WorldWind这类开源软件的运用大幅度降低了准入条件门坎，进而促使了很多所谓的“三维可视化GIS”手机软件。事实上，三维可视化只是是三维GIS的基本要素之一，并且这种手机软件也关键分散化在测绘工程遥感技术、地质矿产和设计规划与工程建筑等不一样专业领域，依然欠缺真实考虑规模性真三维室内空间数据集成管理方法、线上升级与剖析运用的通用性服务平台。因此，世界各国正加快推动三维大城市模型的规范化和综合能力更强的真三维GIS软件平台的产品研发。最先，一种用于主要表现三维大城市总体目标的通用性信息内容实体模型CityGML1.0被做为OGC官方网规范于2008年宣布公布，并且具有可执行性的中华人们共和国住房和城乡建设部公布的国家标准《城市三维建模技术规范》也将于2020年施行。这种规范为统一大城市三维模型设计技术规定，确保真三维室内空间架构数据信息的精确性和公信力、及其大规模生产与普遍共享资源确立了关键基本。次之，做为全球GIS工业生产领导者的ESRI声称提高了三维数据信息编写、剖析和可视化解决工作能力的ArcGIS9.4将要发布；中国政府部门在863计划重点项目建设中也专业项目立项开发设计真三维GIS软件平台，积极推进地面上与地底、房间内与户外真三维大城市空间信息集成系统运用的新模式；有关真三维GIS室内空间数据库系统，可拓展的高可用性的真三维GIS手机软件管理体系构架，高效率的真三维室内空间数据库引擎，性能卓越三维可视化剖析与真三维室内空间探寻等重要技术最近有希望获得提升。正是这种规范的执行和重要技术的提升才让真三维GIS技术以及运用平稳走向成熟，并蕴育更众多的进步室内空间。
特别注意的是，所述真三维GIS的技术内涵仍仅限静态数据或时室内空间实体线的表达，而动态化的时光状况如空气、深海等还未考虑到。但最先务必创建起最基本的真三维自然地理室内空间架构，才有利于尽快表达全部四维的自然环境。由于对这种动态化时光状况的表达不但要运用高精度现势性好的控制器数据信息，也要运用科学研究的数值模拟与预测分析数据信息，这就涉及大量专业领域不一样时光状况的物理模型与个人行为实体模型。显而易见，“智慧地球”的基本建设必须对全部地球室内环境更深入的认知，当然也对四维虚拟地形地貌技术明确提出了日渐急迫的要求，这才算是真三维GIS技术进步的将来。