依托于三维GIS技术的系统平台现状分析及前景探讨

 自上个世纪60年代在加拿大首度开发设计了地理信息系统（GIS）以来，不到50年间，GIS技术取得了飞速的成长，在交通、电力、水利、土地管理、电信、消防及城市规划治理等领域都有了广泛和高效的运用。目前，这个技术已攻克了从二维到三维的“瓶颈”，出现了三维空间内的GIS技术，给人们带来了新的视觉冲击，成为一新的发展趋向。

1.三维地理信息系统概述

 三维地理信息系统(简称GIS)，是以电子计算机的软件和硬件做为依托，以空间数据库技术做为基础，对本维空间数据加以科学的分析和管理，为决策、规划和研究、管理提供真实信息的一项全新的技术，这是一种介于空间技术、地理科学和管理科学的多方位、跨学科的新兴研究领域。

 三维GIS，又与虚拟现实（VR）紧密相联，是随虚拟现实这一新技术的形成而发展起来的。VR技术是真实模拟人在现实世界中的人机交互响应，运用领域非常广泛。因此三维GIS系统在一些国家也被称为VRGIS系统。

2.三维地理信息系统的运用现状

 我国对三维GIS研究比较晚，可是却取得了比较突出的进展。据调查，我国在这一行业中的规模可达1000亿元，有大约四十万的从业者，很多领域已达到或超过了世界领先水平，在三维GIS这方面的成就尤为突出。目前，三维运用所涉及到的行业或领域超过了四十多个。接下来通过举例来对三维GIS的运用现状进行简单的说明

2.1土地资源规划

 利用三维GIS系统，可以创建起三维地理国土信息系统，能够实现三维建筑及其分布的精准可视化，使国土资源的规划和决策、审批能够更加精确、科学。尤其是在系统中可以实现灵活、便捷的更新和拓展，能够动态更新，取得实时的城市最新三维规划模型。同时还可以对规划中的城市进行三维模拟仿真，演示未来城市的景观和效果，做为设计和规划的依据，提高城市规划和管理的效率。

2.2矿物资源遥感监测

 依据对地下及海洋中的矿物资源遥感监测结果，资源的开采规划和实施情况、地质环境数据等信息，可以搭建出三维平台，展示、分析、查询、统计资源的状态，这个方法具备多参数、多层次、实时或预测等功能和特点，满足对矿物资源的遥感监测及可视化运用。

2.3矿井操作安全监控

 运用矿山企业的基础数据信息，可以创建矿山企业的运行分析系统，实现对井下作业员（人）的定位，对设施设备（物）的状态监测及远程操作，对井下瓦斯（环境）等的指标值展开监控，使企业可以实现实时、有效的层层管理和控制，增强矿业企业的生产安全情况，还可依据该系统的反应分析或预测目前的生产作业是足够科学和合理，进而预防事故的发生。

2.4旅游景观服务平台

 为了更好地呈现旅游景点的自然和历史风貌、文化景观，可以运用三维GIS技术创建网络化平台，向浏览者提供灵动、直观和交互式的旅游信息平台，推广宣传旅游资源和产品，提供相应的信息服务，推动客户和投资企业的对接，大大增强景区的对外形象和品牌效应。

2.5军事和公安应急指挥平台

 三维GIS在军事领域中的运用也是最重要的一个方面，创建实时的、动态的三维地形地貌平台系统，对于军事学的重要意义是不言而喻的。目前，这个技术在军事方面的运用水平高低，也是反映各个国家军事实力的重要方面。

 此外，三维GIS系统还可以运用于公安110应急指挥平台，辅助展开警情的实时监听，依赖于监控摄像头的实时监控，掌握治安及警力分布情况，对于增强治安效果，打击犯罪，增强警力的利用率具有重要的意义。

2.6防洪防汛的预警和管理

 依据水利资源和数据，可以创建交互式的三维防汛防洪预警和管理调度系统，对防汛预案展开制订、修改或实时更新和维护，作为抗洪救灾的决策平台，为抗洪防汛提供有效的技术保障。

 当然，三维GIS的运用领域不止上述所说几个方面，伴随着这个技术的不断发展和完善，必将获得更加广阔的应用空间。

3.发展前景

3.1GIS的高维化趋势

 目前，GIS软件基本上可以用数字高程技术模型或处理三维空间的实体坐标，但是，因为没法有效地构建三维实体的拓扑关系，有些真三维的操作在实现起来就比较困难，也没法持续地呈现实体的时间维度上的变化。所以，GIS将会更进一步向四维或多维化发展。

 四维GIS，是指在原有的空间三维的前提下，再加上时间维度或变量而成。以地质特征为例子，并不是一成不变的，而是伴随着时间的变化呈动态变化，有的变化较缓慢，而像地震、暴风雨、水灾和滑坡等这些现象，却通常会在特殊的机制和条件下发生剧烈变化。所以，在三维基础上再加上时间维度，就能真实地呈现出这些变化。当然，添加了时间维度，会产生许多问题，其数据量也将呈几何级数变化，导致在采集数据、存储和处理等各方面产生一系列的难度。可喜的是，这些难题伴随着计算机技术的快速发展，都会在不久的将来得到解决。

3.2三维GIS的智能化、网络化以及高集成化趋势

 伴随着我国网络的迅猛发展，在网络上浏览以及发布数据是GIS发展方向，所以说，网络化是可以说成三维GIS的最流行、最前沿的操作平台之一。

 传统的GIS的应用主要是在空间的叠加分析以及数据库方面，但知识处理方面和推理能力上相对缺乏，不难预料，3D-GIS系统会在智能化方面有更加广阔的发展空间，也能更好地为人类社会服务。而智能化GIS技术也必然会促进其向高度集成化方向发展，并将在未来的应用中有着广阔的发展前景。