三维GIS软件开发

三维GIS软件开发主要内容三维GIS软件开发方式主要关键技术开发平台发展前景三维GIS软件近年来地理信息系统技术发展迅速,空间信息可视化技术、虚拟现实技术(VR)、面向对象技术、三维技术、图像处理和人工智能技术等在地理信息系统中得到了广泛应用。实现3D图像可视化对于理解和想象地理空间世界及其变化十分重要.现阶段的三维GIS软件在二维GIS基础上,对三维环境的数据采集、数据结构、拓扑关系、数据显示、空间分析等进行三维处理，满足用户的不同需求。三维GIS软件三维GIS软件三维GIS软件三维GIS软件的开发方式通过底层开发实现基于可视化面向对象开发语言环境和三维编程接口的开发方式，底层开发的方式软件效率较高，同时具有跨平台的特性。但是缺点在于代码量很大，而且只能针对开放的数据格式。主要应用的语言环境有VC++、.NET平台，常用的三维开发接口包括Direct3D、OpenGL、Vrml，其中Direct3D和OpenGL都是基于半底层开发的，开发的软件模块和代码都可以移植，Vrml是基于Web开发的。三维GIS软件的开发方式在现有GIS平台上二次开发实现。

很多GIS软件商都提供了相应的二次开发包，代表为ArcGIS的ArcObjects组件，Skyline公司的TerraExplorerPrO。传统的GIS软件都以GIS分析为主，三维可视化方面的功能较为欠缺，不能很好的满足用户对三维使用数据时的各种需求。

三维GIS软件的开发方式在三维可视化软件上通过插件的形式实现

以三维建模和三维可视化为主的三维软件，在三维模型的制作方面己经取得了很高的成就，具有很强的模拟度和逼真性。但是它们不能或者只能提供很少的GIS功能，如属性显示，不能达到三维GIS的要求。代表如vega实时驱动软件。主要关键技术3维数据模型

三维空间数据模型就是用数学方法和算法来表达各种三维空间中的实际问题。三维空间数据模型研究是三维GIS领域内的研究热点和难点，也是空间信息可视化的基础。国内外许多专家学者相继提出了20余种空间数据模型。总结起来可将空间数据模型大致归纳为三类：基于面的模型、基于体的模型和基于混合构模的数据模型。主要关键技术3维数据模型主要关键技术海量数据管理

数字地形和影像是3维GIS的主要数据类型,其数据量随分辨率的提高呈几何级递增,达到几G、甚至几十G字节。目前视点相关的“金字塔”结构是一种有效的、被广为采用的策略来处理大数据量的实时传输。对于大数据量的数字地形和影像,

分块(tile)按等级组织的数据结构是一种十分适合的方法主要关键技术“金字塔”结构主要关键技术实时3维可视化操作

目前可用于加速3维绘图的技术主要是视景体裁剪和空间目标的简化。对空间目标,尤其是数字地形的简化则主要采用LOD技术。主要关键技术细节层次LOD（LevelofDetail）1976年Clark提出指对同一场景或场景中的物体，使用具有不同细节的描述方法得到一组模型，供绘制时选择使用目的是减少模型的多边形个数，提高传输和绘制绘制速度广泛应用于复杂场景快速绘制、飞行模拟器、3D动画、虚拟现实等系统主要关键技术LOD方法的基本思想不同的物体或物体的不同部分采用不同的细节绘制时，如果物体离视点比较远，或者物体比较小，可以用较粗的LOD模型绘制，反之用较细的模型绘制同样，对运动快的物体用较粗的LOD模型绘制，反之用较细的模型绘制主要关键技术主要关键技术3维GIS的数据分析技术3维GIS在提供3维视觉认知的同时,还应提供更深刻的解析的空间分析。根据空间分析所处理的对象进行划分,空间分析方法主要有:基于图形的方法与基于数据的方法两类。复杂分析能力是3维GIS的一大特色，如计算空间距离、表面积、体积、通视性与可视域等。结合物理、化学模型提供一些更具增值价值的真3维空间分析功能,如水文分析、可视性分析、日照分析与视觉景观分析等,已成为3维GIS分析研究的重要内容之一。主要的三维GIS开发平台国外：ArcObject是ESRI公司提供给用户的二次开发平台，其中的三维组件能够比较好的在三维数据技术上完成三维场景构建，可视化表达和较为复杂的三维分析。TerraExplorerPrO开发组件是美国Skyline公司开发的全三维的构建平台，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提供GIS标准文件格式，拥有强大三维空间数据处理能力。主要的三维GIS开发平台国内EV-Globe是北京国遥新天地信息技术有限公司开发的三维GIS平台，该平台可以进行逼真全球3D高速浏览;矢量、栅格数据一体化管理;提供全球真彩色陆地卫星影像数据为基础的遥感影像;另外在服务端跨平台支持，并能够给用户定制功能。VRMap是北京灵图公司提供的一个三维可视化构建平台，采用JZEE体系架构，可以在多种编程语言平台下进行二次开发，基于DirectX和OpenGL开发发展前景可以预见，三维GIS软件的未来发展将会在以下方面发生变化：三维GIS软件技术：包括适应地图可视化，网上海量空间数据可视化，不确定性地理信息可视化，地学多维信息可视化与分析，地理知识可视化，分布协同可视化，协同虚拟地理环境等技术。三维GIS软件标准：现在三维GIS技术与应用方面还没有形成统一的标准和规范，因此，眼下最重要的工作就是要深化和完善三维空间信息的网络化与标准化等问题，为众多厂商的竞争提供统一标准和规范。发展前景三维GIS软件应用：