三维_数字苏州_建设与应用前景

【 摘 要 】 数 字 城 市 是 用 数 字 化 的 手 段 来 认 识 和 描 述 现 实 城 市 的 信 息 模 型 。 而 随 着 计 算 机 技 术 的 发 展 ， 应 用 虚 拟 现 实 （ VR ） 、 通 讯 、 GIS 等 关 键 支 撑 技 术 的 三 维 “数 字 城 市 ”正 在 成 为 研 究 热 点 。 本 文 拟 通 过 对 三 维 “数 字 苏 州 ” 的 建 设 ， 探 讨 应 用 各 种 关 键 支 撑 技 术 ， 建 立 基 于 网 络 的 三 维 地 理 信 息 平 台 ， 实 现 整 个 数 字 城 市 的 三 维 可 视 化 ， 并 通 过 各 种 相 关 专 业 信 息 的 叠 加 ， 展 示 整 个 三 维 数 字 城 市 的 广 阔 应 用 前 景 。 【 关 键 词 】 数 字 城 市 三 维 GIS 基 础 地 理 信 息 平 台 虚 拟 现 实 （ VR ）技术 三 维 “数 字 苏 州 ” 建 设 与 应 用 前 景 苏 州 大 学 计 算 机 科 学 技 术 学 院 苏 州 市 城 市 规 划 编 制 信 息 中 心 潘 吉 1 前 言 数 字 城 市 是 数 字 地 球 的 一 个 重 要 区 域 层 次 ， 是 数 字 地 球 在 城 市 管 理 中 的 应 用 。 目 前 ， 在 网 络 上 流 行 的 数 字 城 市 主 要 分 为 三 类 。 第 一 类 ， 是 以 文 本 形 式 的 方 式 提 供 城 市 管 理 的 各 方 面 基 本 信 息 ， 这 些 与 数 字 城 市 相 关 的 文 档 信 息 是 一 个 HTML 主 页 或 者 一 个 站 点 ， 这 种 数 字 城 市 像 一 个 目 录 。 从 用 户 的 角 度 来 看 ， 这 只 是 提 供 了 城 市 管 理 的 概 念 性 框 架 ， 并 不 能 称 得 上 是 数 字 城 市 ， 但 人 们 可 以 通 过 这 些 信 息 运 用 计 算 机 对 城 市 进 行 简 单 的 分 析 和 管 理 ， 从 这 个 方 面 去 看 ， 可 以 说 这 是 数 字 城 市 发 展 的 初 级 阶 段 。 第 二 类 ， 是 二 维 的 站 点 。 这 类 的 数 字 城 市 通 过 采 用 这 个 城 市 的 二 维 地 图 作 为 主 页 ， 用 户 通 过 单 击 相 应 的 部 分 ， 就 能 得 到 相 应 的 城 市 信 息 。 城 市 二 维 线 划 图 和 影 像 图 的 平 面 叠 加 显 示 ， 使 用 户 对 城 市 空 间 次 序 有 了 初 步 的 认 识 。 第 三 类 ， 就 是 三 维 数 字 城 市 ， 在 这 个 三 维 的 世 界 里 ， 城 市 空 间 次 序 的 视 觉 理 解 变 得 非 常 容 易 。 通 常 用 VRML （ 虚 拟 现 实 模 型 语 言 ） 等 空 间 描 述 语 言 来 展 示 这 些 数 字 空 间 ， 三 维 数 字 城 市 意 在 模 拟 实 际 世 界 ， 提 供 一 个 生 动 的 城 市 空 间 ， 是 数 字 城 市 研 究 的 热 门 。 2 三 维 “数 字 苏 州 ”的 建 设 “数 字 城 市 ”引 起 了 社 会 各 界 的 普 遍 关 注 和 重 视 。 2002 年 6 月 ， 苏 州 市 委 市 政 府 正 式 颁 发 了 苏 州 市 国 民 经 济 和 社 会 信 息 化 十 五 规 划 ， 适 时 提 出 了 “数 字 化 城 市 ”的 总 体 建 设 目 标 。 2003 年 1 月 ， 苏 州 市 计 委 信 息 办 编 制 了 “数 字 苏 州 ”总 体 建 设 方 案 。 2005 年 7 月 市 政 府 成 立 了 苏 州 市 地 理 信 息 系 统 建 设 领 导 小 组 。 由 分 管 副 市 长 任 领 导 小 组 组 长 ， 成 员 单 位 包 括 各 委 办 局 ， 办 公 室 设 在 苏 州 市 规 划 局 。 而 具 体 来 说 ， “数 字 苏 州 ”的 建 设 就 是 以 苏 州 市 的 全 要 素 地 形 图 （ DLG ） 、 数 字 正 射 影 像 （ D O M ） 、 数 字 地 形 模 型 （ DEM ） 、 数 字 三 维 模 型 （ DM ） 为 空 间 定 位 的 基 本 数 据 ， 建 立 基 础 地 理 数 据 平 台 ， 结 合 交 通 、 绿 化 、 道 路 、 地 下 管线、人口、旅游、水利、电力、金融 等 与 空 间 位 置 有 关 的 信 息 ， 建 立 各 个 行 业 应 用 的 信 息 管 理 系 统 。 而三维 “数 字 苏 州 ”的 建 设 ， 就 是 要 在 二 维 信 息 平 台 的 基 础 上 ， 通 过 三 维 虚 拟 仿 真 技 术 ， 建 立 三 维 基 础 地 理 信 息 平 台 ， 使 人 们 有 一 种 身 临 其 境 的 感 觉 ， 从 而 实 现 一 个 真 正 意 义 上 的 数 字 化 立 体 苏 州 。 2.1 三维 “数字苏州” 的建设目标 三 维 “数 字 苏 州 ”是 要 通 过 GIS 、 虚 拟 现 实 、 遥 感 、 全 球 定 位 等 关 键 技 术 ， 建 立 一 个 包 含 交 通 、 绿 化 、 道 路 、 地 下 管 线 、 人 口 、 旅 游 、 水 利 、 电 力 、 金 融 等 多 种 信 息 的 多 维 可 视 化 信 息 平 台 ， 并 基 于 网 络 提 供 身 临 其 境 的 交 互 式 真 实 视 景 仿 真 ， 方 便 人 们 对 数 字 城 市 的 应 用 ， 以 及 为 城 市 管 理 者 提 供 一 个 高 效 的 分 析 与 决 策 平 台 。 2.2 三维 “数字苏州 ”的技术路线 2.2.1 数 据 标 准 的 制 定 整 个 三 维 数 据 主 要 有 三 维 建 筑 模 型 、 数 字 高 程 模 型 和 地 名 注 记 等 专 题 矢 量 数 据 ， 而 其 中 三 维 建 筑 模 型 数 据 是 数 据 量 最 大 、 数 据 复 杂 性 最 高 和 数 据 精 度 要 求 最 严 格 的 ， 因 此 发 布 了 建 筑 纹 理 拍 摄 与 处 理 规 范 、 建 筑 建 模 规 范 、 3D 数 据 分 类 与 编 码 规 范 、 3D 数 据 质 量 检 查 作 业 规 范 书 等 规 范 ， 以 提 高 建 筑 模 型 的 生 产 和 检 查 效 率 。 对 于 其 他 数 据 也 分 别 制 定 了 相 关 标 准 规 范 ， 如 苏 州 市 地 形 图 格 式 标 准 、 苏 州 市 综 合 地 下 管 线 数 据 格 式 标 准 、 苏 州 市 地 理 编 码 标 准 等 。 2.2.2 系 统 框 架 的 确 定 根 据 整 个 项 目 的 建 设 目 标 ， 以 现 实 需 求 为 基 本 出 发 点 ， 确 保 适 应 未 来 发 展 的 需 要 为 基 本 原 则 ， 确 定 了 整 个 三 维 系 统 的 系 统 框 架 。 整 个 三 维 空 间 信 息 服 务 平 台 从 总 体 上 说 ， 可 以 分 成 五 部 分 ： 1.数 据 管 理 子 系 统 ： 负 责 解 决 三 维 数 据 的 维 护 与 管 理 问 题 。 检 查 数 据 ， 将 符 合 数 据 标 准 、 数 据 规 范 的 数 据 ， 通过 数 据 管 理 系 统 进 入 到 系 统 的 数 据 库 中 ； 2. 运 维 支 撑 子 系 统 ： 它 包 括 安 全 管 理 、 服 务 管 理 、 系 统 监 控 、 日 志 管 理 和 统 计 分 析 功 能 。 用 户 可 以 方 便 的 停 止 、 开 启 服 务 模 块 ， 按 照 服 务 接 口 标 准 开 发 的 数 据 服 务 也 可 以 成 为 运 维 管 理 田 园 信 息 化 Infor mationization JSXX07/39 支 撑 系 统 管 理 的 对 象 ； 3. 空 间 信 息 服 务 子 系 统 ： 提 供 基 于 WMS 、 WFS 等 标 准 实 现 的 各 类 空 间 信 息 服 务 接 口 ， 例 如 ：D EM 服 务 、 遥 感 影 像 服 务 、 电 子 地 图 服 务 、 兴 趣 点 服 务 、 地 址 编 码 服 务 等 ； 4. 三 维 空 间 信 息 服 务 应 用 二 次 开 发 接 口 ： 针 对 不 同 用 户 的 应 用 需 求 ， 提 供 了 基 于 Web 的 SDK ， 方 便 不 同 用 户 基 于 自 己 开 发 的 开 发 平 台 ， 进 行 二 次 开 发 ， 将 三 维 服 务 嵌 入 自 己 的 管 理 系 统 中 ； 5. 专 业 的 应 用 系 统 ： 结 合 苏 州 规 划 管 理 的 需 要 ， 实 现 了 网 络 规 划 辅 助 决 策 分 析 系 统 ； 针 对 目 前 流 行 的 GPS 导 航 ， 实 现 了 三 维 的 GPS 定 位 功 能 。 2.3 三维 “数字苏州 ”的关键技术 2.3.1 三维模型数据的生产工艺 传 统 的 三 维 模 型 制 作 ， 采 用 的 是 CAD 和 3DSMAX 相 结 合 的 方 式 ， 即 通 过 建 模 人 员 对 CAD 模 型 的 理 解 ， 在 3DSMAX 中 一 幢 幢 的 将 建 筑 模 型 建 立 起 来 。 而 对 于 上 百 万 的 现 有 建 筑 ， 以 及 每 天 不 断 的 新 竣 工 建 设 的 建 筑 来 说 ， 这 样 的 生 产 速 度 明 显 跟 不 上 建 设 速 度 。 因 此 ， 我 们 在 生 产 过 程 中 采 用 了 全 数 字 摄 影 测 量 技 术 ， 通 过 地 面 控 制 点 、 相 机 参 数 、 相 对 数 据 等 ， 将 立 体 像 对 数 据 ， 直 接 在 像 对 解 析 软 件 中 生 成 简 单 的 三 维 模 型 ， 最 后 再 通 过 专 业 建 模 软 件 ， 生 成 精 细 现 状 模 型 。 采 用 全 数 字 摄 影 测 量 技 术 后 ， 大 大 提 升 了 三 维 模 型 数 据 的 生 产 工 艺 ， 极 大 的 提 高 了 模 型 生 产 效 率 。 2.3.2 影像数据的压缩工艺 在三 维“数字苏州”的系统中，整 个 三 维 苏 州 的 模 型 底 图 是 数 字 高 程 模 型 和 海 量 的 、 不 同 精 度 的 航 拍 影 像 数 据 。 针 对 海 量 的 且 不 同 精 度 的 地 形 影 像 数 据 ， 我 们 在 数 据 组 织 存 储 上 采 用 了 金 字 塔 技 术 ， 而 在 数 据 压 缩 上 则 采 用 符 合 国 际 规 范 的 JPEG 技 术 ， 该 标 准 采 取 了 开 放 式 的 结 构 ， 使 用 分 块 技 术 以 对 每 个 小 块 进 行 处 理 ， 同 时 又 具 有 了 良 好 的 低 比 特 率 和 压 缩 性 能 比 。 采 用 该 工 艺 ， 可 以 将 数 据 压 缩 将 近 十 分 之 一 ， 大 大 减 轻 了 数 据 读 取 传 输 的 压 力 。 同 时 ， 我 们 还 采 用 了 基 于 四 叉 树 的 瓦 片 金 字 塔 构 建 方 法 ， 代 替 传 统 逐 层 向 上 的 构 建 方 法 ， 并 与 覆 盖 级 别 、 网 格 掩 码 等 先 进 技 术 共 同 使 用 ， 解 决 了 不 同 精 度 、 多 分 辨 率 的 地 形 影 像 数 据 的 融 合 问 题 。 2.3.3 基于 LOD 的 场 景 简 化 技 术 LOD（L evel Of Detail） 层次细节， 是 解 决 硬 件 性 能 不 够 发 达 的 技 术 产 物 ， 可以说它是用种过渡技术, 也就是说当 硬 件 发 展 的 一 定 阶 段 ， LOD 技 术 也 许 就 会 走 向 末 端 。 但 在 现 阶 段 ， LOD 还 是 解 决 渲 染 速 度 瓶 颈 问 题 的 最 有 效 的 技 术 手 段 之 一 。 整 个 三 维 “数 字 苏 州 ”的 数 据 基 础 是 上 百 G 的 影 像 数 据 和 上 千 万 个 三 维 模 型 的 三 角 面 。 而 一 般 的 PC 机 ， 无 论 从 CPU 的 处 理 速 度 上 还 是 内 存 容 量 上 来 看 ， 是 无 法 处 理 这 么 大 数 据 量 的 。 因 此 就 必 须 采 取 一 种 技 术 ， 来 简 化 三 维 场 景 ， 使 普 通 的 PC 机 都 能 运 行 程 序 处 理 这 么 大 的 数 据 量 ， 能 流 畅 的 浏 览 三 维 数 字 苏 州 。 这 就 是 LOD 和 动 态 并 行 加 载 技 术 。 根 据 人 眼 的 识 别 能 力 和 分 辨 率 ， 将 离 视 点 近 的 和 标 志 性 建 筑 （ 一 般 都 是 高 层 建 筑 ） 模 型 原 封 不 动 的 加 载 入 场 景 。 而 其 他 建 筑 模 型 随 着 距 离 的 远 近 ， 可 以 采 用 简 单 的 替 换 模 型 来 代 替 大 量 的 建 筑 模 型 群 。 对 于 超 远 距 离 的 建 筑 模 型 ， 甚 至 可 以 采 用 忽 略 的 手 法 。 当 然 采 用 LOD 技 术 也 是 要 在 能 实 现 快 速 动 态 并 行 加 载 技 术 的 基 础 之 上 的 。 因 为 视 点 是 不 停 变 化 的 ， 软 件 就 要 实 时 的 计 算 相 对 距 离 ， 来 确 定 当 前 需 要 载 入 的 模 型 。 浏 览 三 维 场 景 可 以 看 作 是 看 数 字 电 影 ， 一 般 的 刷 新 帧 数 在 15 帧 / 秒 左 右 ， 浏 览 者 会 觉 得 是 流 畅 的 。 采 用 了 基 于 LOD 和 快 速 动 态 并 行 加 载 的 技 术 后 ， 解 决 了 大 数 据 量 的 问 题 ， 使 普 通 PC 机 就 能 浏 览 整 个 三 维 场 景 ， 为 大 范 围 的 应 用 铺 平 了 道 路 ； 并 且 采 用 了 这 种 技 术 平 衡 了 CPU 的 处 理 速 度 和 内 存 容 量 之 间 的 矛 盾 ， 使 用 户 能 流 畅 的 浏 览 三 维 虚 拟 苏 州 。 2.3.4 先进的通讯和存储技术的结 合 一 个 优 秀 的 系 统 离 不 开 大 量 的 用 户， 即 一 定 要 面 对 大 量 的 普 通 用 户 。 因 此 从 硬 件 设 计 时 就 要 考 虑 到 大 量 的 普 通 PC 机 和 一 般 局 域 网 的 网 络 环 境 。 我 们 通 过 大 型 商 业 数 据 库 Oracle 存 储 系 统 的 空 间 数 据 ， 将 不 同 尺 度 、 不 同 类 型 间 的 基 础 地 理 数 据 、 遥 感 影 像 数 据 、 城 市 规 划 数 据 和 三 维 空 间 数 据 等 实 行 一体化存储、管理和调度， 发挥 Oracle 数 据 库 在 数 据 存 储 方 面 的 稳 定 性 、 可 靠 性 和 数 据 优 化 、 快 速 恢 复 的 优 势 。 系 统 采 用 基 于 可 见 性 缓 冲 的 场 景 加 载 管 理 技 术 、 加 快 场 景 的 绘 制 ， 而 高 效 的 动 态 载 入 技 术 则 在 大 幅 提 高 浏 览 速 度 的 同 时 也 提 高 了 载 入 速 度 ， 并 实 现 了 并 行 载 入 ， 即 浏 览 和 载 入 同 时 进 行 。 并 行 载 入 使 用 户 察 觉 不 到 载 入 所 导 致 的 任 何 停 顿 ， 因 此 也 可 称 为 “零 时 间 载 入 ”。 同 时 通 过 采 用 网 络 数 据 压 缩 传 输 技 术 与 硬 盘 Cache 技 术 实 现 三 维 空 间 数 据 的 浏 览 和 响 应 速 度 。 3 系 统 建 设 的 成 果 三维 “数字苏州 ”是一个需要海量 数 据 资 源 支 持 的 系 统 平 台 。 因 此 ， 整个 系 统 建 设 的 成 果 除 了 数 据 标 准 外 ， 主要 是 数 据 成 果 ， 另 一 个 是 软 件 开 发 的 成 果 。 整 个 系 统 的 数 据 成 果 主 要 包 括 四 大 类 数 据 ： 运 维 支 持 数 据 、 专 题 属 性 数 据 、 服 务 器 发 布 数 据 和 客 户 端 本 地 数 据 。 具 体 数 据 及 其 组 织 方 式 如 图 1 所 示 。 整 个 系 统 平 台 分 为 三 类 ： 平 台 服 务 子 系 统 、 核 心 应 用 子 系 统 和 辅 助 应 用 子 系 统 。 三 维 平 台 服 务 子 系 统 分 为 三 维 空 间 数 据 服 务 系 统 和 运 维 支 持 系 统 ， 主 要 是 针 对 三 维 数 据 服 务 的 发 布 管 理 和 系 统 运 维 支 撑 ； 核 心 应 用 子 系 统 分 为 三 维 基 础 共 享 平 台 、 三 维 数 据 管 理 系 统 、 三 维 管 线 系 统 和 三 维 导 航 系 统 ， 主 要 是 为 了 三 维 模 型 、 三 维 地 下 管 线 、 三 维 GPS 数 据 等 各 类 数 据 的 Infor mationization 信 息 化 管 理 田 园 40 JSXX07/2009 图 1 数 据 结 构 组 织 框 架 图 2 三 维 “数 字 苏 州 ”的 系 统 框 架 管 理 和 应 用 维 护 。 最 后 一 个 是 辅 助 应 用 子 系 统 ， 它 目 前 包 括 规 划 辅 助 系 统 和 IE 展 示 系 统 ， 这 部 分 可 以 随 着 各 专 业 应 用 的 开 展 ， 进 行 不 断 的 开 发 补 充 。 整 个 系 统 框 架 如 图 2 所 示 。 4 三 维 “数 字 苏 州 ”的 应 用 前 景 虚 拟 现 实 技 术 是 目 前 最 具 有 发 展 前 景 的 新 技 术 之 一 ， 但 虚 拟 现 实 技 术 的 应 用 在 理 论 上 还 不 是 非 常 成 熟 ， 应 该 说 还 处 在 探 索 和 研 究 阶 段 。 但 是 我 们 也 要 看 到 随 着 计 算 机 硬 件 性 能 的 不 断 提 升 ， 以 及 相 关 学 科 理 论 知 识 的 不 断 深 入 发 展 ， 应 用 的 前 景 会 越 来 越 广 阔 。 4.1 在 城 市 管 理 中 的 应 用 三 维 数 字 城 市 最 直 接 的 应 用 就 是 在 城 市 管 理 之 中 ， 对 三 维 空 间 中 的 目 标 形 态 、 目 标 间 关 系 、 目 标 行 为 的 描 述 构 成 管 理 过 程 中 的 空 间 分 析 的 核 心 。 例 如 ， 规 划 局 的 建 设 方 案 对 比 、 日 照 分 析 工 作 等 。 建 设 方 案 的 对 比 ， 通 过 将 不 同 的 建 设 方 案 放 入 三 维 仿 真 场 景 中 ， 通 过 周 边 环 境 的 真 实 模 拟 ， 从 高 度 、 色 彩 等 方 面 评 选 出 最 佳 方 案 。 日 照 分 析 则 充 分 考 虑 了 地 形 地 貌 和 建 筑 物 的 三 维 几 何 空 间 关 系 和 太 阳 运 动 规 律 ， 模 拟 建 筑 的 受 日 照 情 况， 相 比 二 维 的 日 照 结 果 ， 以 三 维 动 画 方 式 展 示 的 日 照 分 析 结 果， 更 易 被 接 受 和 理 解。 除 了 规 划 上 的 应 用， 三 维 数 字 城 市 还 可 以 应 用 到 地 质 灾 害 影 响 之 中 。 以 三 维 GIS 的 方 法 ， 构 建 三 维 地 形 模 型 ， 通 过 三 维 模 型 分 析 可 以 很 直 观 的 求 出 滑 坡 和 泥 石 流 对 居 民 区 、 水 资 源 的 影 响， 可 以 发 现 潜 在 的 如 泥 石 流 、 滑 坡 等 地 质 灾 害 ， 为 合 理 的 环 境 保 护 、 城 市 建 设 提 供 技 术 支 持 和 决 策 依 据 。 当 然 还 有 三 维 的 城 市 旅 游 、 地 下 管 网 的 三 维 可 视 化 等 等 ， 都 体 现 了 虚 拟 现 实 技 术 在 城 市 管 理 各 方 面 的 广 阔 前 景 。 4.2 在 公 安 预 警 中 的 应 用 通 过 三 维 基 础 数 据 共 享 服 务 平 台 ， 建 立 公 安 预 警 系 统 。 系 统 可 以 将 需 要 重 点 保 护 的 具 有 较 高 安 全 要 求 的 地 点 以 专 题 图 的 形 式 直 观 地 显 示 出 来 ， 并 且 允 许 公 安 武 警 部 门 进 行 专 业 数 据 定 制 叠 加 。 相 关 工 作 人 员 甚 至 还 可 以 结 合 人 口 分 布 数 据 进 行 加 权 叠 加 ， 最 终 可 以 输 出 需 要 重 点 防 范 的 地 区 ， 以 方 便 进 行 警 力 设 施 部 署 和 巡 逻 路 线 设 计 ， 使 之 更 加 靠 近 需 要 重 点 防 范 的 单 位 ， 如 国 家 机 关 、 娱 乐 场 所 、 学 校 等 。 当 执 行 安 全 保 卫 任 务 时 ， 如 外 国 领 导 人 访 问 、 召 开 重 大 国 际 会 议 时 ， 公 安 武 警 部 门 也 可 以 利 用 数 据 共 享 服 务 平 台 提 供 的 三 维 景 观 和 遥 感 影 像 数 据 服 务 来 进 行 通 视 分 析 ， 无 需 大 规 模 调 动 警 力 即 可 完 成 多 路 线 分 析 并 模 拟 路 线 情 况 ， 以 便 找 到 潜 在 的 危 险 地 点 ， 最 终 进 行 行 进 路 线 设 计 和 安 全 观 察 点 确 定 ， 保 证 重 要 人 员 的 绝 对 安 全 。 此 外 ， 公 安 武 警 部 门 还 可 以 通 过 分 析 历 年 犯 罪 案 件 发 生 地 点 以 及 频 率 的 变 化 来 预 测 可 能 的 案 件 多 发 地 点 ， 例 如 吸 毒 分 子 以 及 窝 点 分 布 图 ， 以 便 规 划 改 进 今 后 的 工 作 来 进 一 步 的 降 低 犯 罪 率 。 4.3 在 环 保 分 析 决 策 中 的 应 用 基 于 空 间 地 理 信 息 资 源 ， 通 过 叠 加 环 保 相 关 部 门 的 基 础 数 据 ， 建 立 环 保 分 析 决 策 系 统 ， 提 供 三 维 显 示 及 分 析 能 力 ， 为 环 境 模 型 、 环 境 流 场 动 态 研 究 等 提 供 技 术 基 础 。 借 助 计 算 机 的 三 维 显 示 能 力 以 及 强 大 的 分 析 计 算 能 力 ， 环 保 部 门 能 够 对 一 些 重 大 的 环 境 事 故 ， 例 如 输 油 车 辆 爆 炸 等 ， 进 行 精 确 的 分 析 。 根 据 气 象 部 门 提 供 的 周 边 地 区 大 气 资 料 ， 环 境 部 门 能 够 根 据 环 境 模 型 生 成 污 染 物 浓 度 的 三 维 立 体 分 布 情 况 以 及 其 实 时 变 化 。 最 后 通 过 三 维 动 画 的 输 出 ， 决 策 者 能 够 清 楚 的 看 管 理 田 园 信 息 化 Infor mationization JSXX07/41 。 出 事 故 污 染 物 扩 散 的 范 围 和 变 化 情 况 以 及 其 对 环 境 的 影 响 ， 并 结 合 救 援 资 源 以 及 时 间 设 计 最 为 有 效 的 应 对 措 施 。 结 合 统 一 的 城 市 空 间 地 理 信 息 资 源 和 先 进 的 预 测 模 型 ， 环 保 部 门 可 以 利 用 空 间 地 理 信 息 资 源 完 成 环 境 规 划 、 环 境 影 响 评 价 、 以 及 环 境 管 理 等 各 种 任 务 ， 大 幅 度 提 高 政 策 制 定 的 水 平 以 及 执 行 力 度 ， 实 现 地 区 可 持 续 发 展 。 基 于 数 据 共 享 服 务 平 台 提 供 的 基 础 数 据 ， 对 环 保 专 题 数 据 进 行 加 工 处 理 ， 环 保 部 门 可 以 生 成 自 己 需 要 的 各 类 专 题 图 ， 用 于 业 务 和 模 型 分 析 。 4.4 在 交 通 旅 游 部 门 中 的 应 用 苏 州 园 林 吸 收 了 江 南 园 林 建 筑 艺 术 的 精 华 ， 是 中 国 优 秀 的 文 化 遗 产 ， 是 苏 州 的 城 市 象 征 。 同 时 苏 州 也 是 著 名 的 “鱼 米 之 乡 ”， 有 着 “上 有 天 堂 ， 下 有 苏 杭 ”的 美 誉 ， 可 见 其 深 厚 的 历 史 文 化 底 蕴 和 自 然 景 观 资 源 。 通 过 网 络 发 布 的 方 式 ， 将 三 维 虚 拟 的 苏 州 园 林 和 自 然 景 观 搬 到 公 众 网 上 ， 建 立 旅 游 资 讯 信 息 网 ， 使 得 用 户 能 够 以 交 互 直 观 的 方 式 查 看 苏 州 旅 游 景 点 ： 包 括 同 里 、 周 庄 、 金 鸡 湖 、 山 塘 街 、 平 江 路 、 拙 政 园 、 虎 丘 、 留 园 、 苏 州 博 物 馆 等 自 然 人 文 景 观 ， 让 用 户 能 在 三 维 的 体 验 中 了 解 苏 州 园 林 ， 了 解 苏 州 的 地 方 人 文 特 色 。 同 时 通 过 链 接 旅 行 社 、 酒 店、 旅 游 商 店 和 景 点 周 边 公 交 信 息 ， 快 捷 地 查 询 到 您 想 要 的 苏 州 旅 游 信 息 ， 更 能 方 便 人 们 旅 游 出 行 。 当 然 每 个 地 方 都 有 其 自 己 的 旅 游 文 化 资 源 ， 通 过 自 身 的 发 掘 ， 建 立 其 地 方 的 旅 游 资 讯 地 图 方 面 应 用 广 泛 。 车 载 导 航 电 子 地 图 的 应 用 模 式 主 要 有 如 下 二 种 ： GPS 单 机定位矢量电子地图。 GPS 差分 定 位 矢 量 电 子 地 图 。 目前，这些 GPS 的 应 用 都 是 基 于 二 维 电 子 地 图 的 ， 但 是 随 着 三 维 虚 拟 城 市 的 建 立 ， GPS 的应 用 应 该 会 以 三 维 数 字 城 市 为 基 础 平 台 。 GPS 系 统 可 根 据 目 标 位 置 （ 工 作 时 输 入 ） 和 车 船 现 位 置 （ 由 GPS 测 定 ） 自 动 计 算 和 显 示 最 佳 路 径 ， 引 导 司 机 最 快 地 到 达 目 的 地 。 而 在 导 航 的 过 程 中 ， 不 再 是 用 二 维 电 子 地 图 上 的 一 个 三 角 表 示 当 前 所 在 位 置 和 前 进 方 向 ， 而 会 在 屏 幕 上 以 驾 驶 员 的 视 角 显 示 周 边 的 城 市 景 观 ， 使 驾 驶 员 能 更 直 观 的 将 虚 拟 场 景 和 真 实 世 界 相 对 比 ， 以 确 定 行 驶 路 线 的 正 确 性 。 同 时 在 目 标 位 置 的 设 置 上 ， 通 过 三 维 电 子 地 图 更 能 确 切 找 到 目 标 建 筑 ， 制 定 更 合 理 的 行 进 路 线 。 4.6 在 三 维 虚 拟 生 活 中 的 应 用 目 前 基 于 Internet 网 上 的 电 子 地 图 大 多 是 二 维 的 或 是 假 三 维 的 ， 很 少 有 大 范 围 的 真 三 维 电 子 地 图 。 但 是 随 着 网 络 速 度 、 数 据 压 缩 技 术 、 虚 拟 现 实 技 术 、 GIS 技 术 等 关 键 支 撑 技 术 的 不 断 发 展 ， 城 市 三 维 电 子 地 图 一 定 会 进 入 寻 常 百 姓 家 的 ， 使 人 们 在 家 里 PC 机 上 或 者 手 机 上 ， 就 能 动 态 地 在 三 维 仿 真 城 市 中 漫 游 ， 较 真 实 地 了 解 城 市 景 观 。 同 时 结 合 大 视 角 投 影 系 统 、 数 据 头 盔 、 位 置 跟 踪 器 、 立 体 眼 镜 、 数 据 手 套 等 高 科 技 产 品 ， 将 给 人 们 一 种 身 【 参 考 文 献 】 临 其 境 的 感 觉 ， 再 加 上 视 景 、 声 音 的 仿 真 和 各 种 社 会 基 本 数 据 巧 妙 结 合 起 来 ， 达 到 一 个 虚 拟 城 市 的 效 果 。 到 那 时 ， 游 戏 虚 拟 世 界 的 基 本 场 景 将 不 再 是 游 戏 虚 构 的 场 景 ， 它 将 被 搬 到 现 实 生 活 中 ， 换 成 我 们 的 三 维 虚 拟 城 市 。 每 个 人 在 其 中 会 是 一 个 简 易 的 标 注 ， 再 加 上 手 机 定 位 等 功 能 ， 人 们 就 能 在 这 个 虚 拟 的 世 界 里 面 ， 去 商 场 购 物 ， 去 电 影 院 看 电 影 ， 去 园 林 游 玩 ， 实 现 真 正 意 义 上 的 数 字 化 生 活 。 5. 结 论 和 建 议 通 过 三 维 “数 字 苏 州 ”的 平 台 建 设 ， 可 以 看 到 三 维 “数 字 城 市 ”建 设 已 成 为 一 种 城 市 发