三维建模原理及应用第1章gis概述

GIS三维地学建模

3DGISGeographicalModeling晏实江Email:anew101@163.com电话1章三维GIS概述晏实江参考书：数字城市三维地理空间框架原理李成名，王继周，马照亭编著科学出版社安徽大学资源与环境工程学院内容提要课程总体安排什么是三维GIS为什么需要三维GIS三维GIS软件典型三维GIS应用课程要求课堂部分1.要求认真听讲，服从老师安排，禁止玩手机、讲话、打闹等不良现象。2.请假一律找辅导员请假条签字后生效，无故不得缺课。课外部分要求认真完成布置的课外作业，提交实验报告，实验报告不得任何形式抄袭。课程考试1.实验考查：70%，实验和实验报告。2.出勤与表现：30%，平时上课表现。课程总体安排日期编号内容日期编号内容9月5日1三维GIS简介10月17日7GoogleSketch三维建模实验（二）9月12日2GIS地学模型10月24日8CityEngine三维建模软件介绍9月19日3三维GIS地学建模方法10月31日9CityEngine三维建模建筑物建模9月26日4三维GIS地学建模数据获取与组织方法11月7日10CityEngine三维建模小区规划建模10月3日5GoogleSketch三维建模11月14日11CityEngine三维建模大场景三维建模10月10日6GoogleSketch三维建模实验（一）11月21日12三维GIS空间分析与应用课程总体安排学习方式：以上课为主，自学为辅，注重实践操作。成绩计算方式：‹平时成绩（30%）（平时表现、平时作业、上机实践）‹期末考试什么是三维GIS？名称感觉器官刺激物重要性视觉（Visual）眼睛光线70%听觉（Auditory）耳朵声音20%触觉（Haptic）皮肤和肌肉触摸、力量、温度4%嗅觉（Smell）鼻子微粒5%味觉（Taste）舌头微粒1%不同感官对空间感知的重要性什么是三维GIS？Top62009年9月GIS平台软件技术光环曲线2009年9月GIS平台软件技术光环曲线2009年9月GIS平台软件技术光环曲线2012年1月GIS平台软件技术光环曲线什么是三维GIS？GoogleEarth（数字地球）什么是三维GIS？免费的GoogleEarth其功能主要有：1.结合卫星图片，地图，以及强大的Google搜索技术；全球地理信息就在眼前。2.从太空漫游到邻居一瞥；3.目的地输入，直接放大；4.搜索学校，公园，餐馆，酒店；5.获取驾车指南；6.提供3D地形和建筑物，其浏览视角支持倾斜或旋转；7.保存和共享搜索和收藏夹；8.添加自己的注释。什么是三维GIS？付费的GoogleEarthPlus提供了更多的服务，主要包括：1.兼容GPS（全球定位系统）2高质量的打印2.高质量的打印3.电子邮件客户服务4.更加丰富的注释5.数据导入什么是三维GIS？2005年发布GoogleEarth掀起三维“GIS”热潮GoogleEarthWorldWind大量三维可视化应用系统大量三维可视化软件什么是三维GIS？E都市什么是三维GIS？超图三维什么是三维GIS？E都市以现实的地理信息为基础，划分出对应现实城市的主要的街道、商业区、居民区、商店、景点等同时根据人们的各种需要借助互联网技术优势，开发出各种的信息功能模块，它不只是对现实城市建筑形状、地理形态的仿真，而是让网民在虚拟的城市里实现真实的生活，比如购物、交流、娱乐等等。什么是三维GIS？三维“GIS”应用的困境花架子？面子工程？直观，好看！除查一查看一看外，能否面向业务管理深度应用？什么是三维GIS？地图表达的三维化扩展追求逼真效果——三维建模，纹理，光照表面三维为主透视视点为主行走与飞越交互浏览符号三维化的可能性特点：建模复杂，空间分析简单什么是三维GIS？CAD到GIS的演替制图查询管理分析CADGIS什么是三维GIS？CADvsGISCAD编辑制图GIS数据库管理符号化表达空间分析什么是三维GIS？虚拟现实系统vs三维GIS虚拟现实系统三维效果三维效果三维效果三维GIS数据库管理符号化表达空间分析三维效果什么是三维GIS？虚拟现实系统到三维GIS的演替浏览查询管理分析虚拟现实系统三维GIS什么是三维GIS？实力派：二维GIS，功能齐全，简单实用。

已经可以满足数据获取/管理、可视化、查询、分析和建模五个层次的需求。偶像派：三维GIS，具有更佳的视觉效果，但功能尚不完整。仅能满足数据获取/管理、可视化、查询前三个层次的需求，在分析和建模后两个层次方面，具备一些能力，但整体上还不能满足。什么是三维GIS？真三维GIS平台与已有二维GIS从内核层面的融合支持已有二维GIS的数据支持已有二维GIS的各项功能(采集、编辑、管理、分析和表达的能力)具备GIS的思想和功能特性可查询数据库管理可空间信息提取符号化表达、专题图制作可计算与决策空间分析三维效果和三维体验

三维GIS概念①基于工具箱的定义，认为GIS是一个从现实世界采集、存贮、转换、显示空间数据的工具集合；②数据库定义，认为GIS是一个数据库系统，在数据库里的大多数数据能被索引和操作，以回答各种各样的问题；③基于组织机构的定义，认为GIS是一个功能集合，能够存贮、检索、操作和显示地理数据，是一个集数据库、专家和持续经济支持的机构团体和组织结构，提供解决环境问题的各种决策支持。三维GIS是布满整个三维空间的GIS，与传统的基于平面的二维GIS或2.5维GIS明显不同，尤其体现在空间位置与拓扑关系的描述及空间分析的伸展方向上。三维GIS是一个充满真三维空间的、具有现实世界数据采集、存储、转换、分析处理、显示于一体，用于处理与空间位置、拓扑关系相关高效数据库管理的决策支持系统。用于回答复杂的环境规划与管理问题。三维GIS的功能

三维GIS的功能

RHIND提出的三维GIS十项功能：数据采集和检验有效性数据结构化和转化为新的结构（包括创建拓扑关系和从一种拓扑关系转化为另一种拓扑关系）各种变化（平移、旋转、比例、剪切（shear））；选择，查询；布尔操作（交、并差、或及切割断面、开隧道（tunneling）、建筑building）；计算（体积、表面积、中心、距离、方向）；分析；可视化；系统管理。三维GIS的功能

KELK为三维GIS的14项功能：从其它系统中引进数据和部分分析功能；保存和操作真三维坐标数据；无原始坐标信息损失地变化方向；保存和显示地理对象内部组分的信息；能够方便地进行交互式修改，可针对地理对象及其数据库；允许满足不同数据模型要求的模型重建；将断层等特征作为事件考虑，允许它们影响地学对象；处理大的比例尺差异；处理内部流体运动和其它时间方面的事件；和其它定量公式交互；允许局部细节和更广的软中心（soft-focus）图片显示；视觉上使用户满意；分析各种建模趋势、模式及与其它GIS模块的联系；在主要的数据库中存贮模型和导出报表。

三维GIS的功能总起来看，三维GIS除了具备二维GIS的传统功能以外,还应该具有如下独有的功能:

●

包容一维、二维对象

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可视化2.5维、三维对象

●

三维空间DBMS管理

二维地图、三维展现三维支持已有二维分析功能

空间分析缓冲区分析叠加分析交并差网络分析最佳路径物流配送服务区栅格分析可视分析可视域坡度坡向填挖方水文分析三维空间分析--量算分析三维空间分析--缓冲区分析三维空间分析--剖面分析三维空间分析--通视性、可视域分析三维空间分析--地质分析模型三维空间分析--专业模型分析三维效果粒子系统动画模型模型效果水面效果绚丽的三维效果-粒子系统为什么需要三维GIS为什么需要三维GIS空间信息的多维动态特征当人们观察某一地学对象和现象时，总是将它们置于一定的时间和空间中来描述其特征，获取感兴趣的信息，并用特定的数字、字母和符号来表达地学信息是由地学对象属性、时间和空间三个元素构成的信息元组，可用（x,y,z,t,a）的数字形式表示。（x,y,z,）代表空间维t代表时间维a代表属性（可能多个属性a1,a2,a3,…）为什么需要三维GIS紫外光 0.01μm—0.38μm可见光波段 0.38μm-0.76μm红外波段 0.76μm-1000μm微波波段 1mm-1m电磁波谱空间数据获取手段日渐丰富，推动三维GIS大力发展为什么需要三维GIS空间数据获取手段日渐丰富，推动三维GIS大力发展海洋卫星:Seasat1(1978)雨云”7号卫星（Nimbus-7）(1978)日本海洋观测卫星（MOS1）(1978年)ERS（欧空局）(1995年ERS－2)加拿大雷达卫星(RADARSAT)(1995年11月)气象卫星：NOAAAVHRR（AdvancedVeryHighResolutionRadiometer）(星下点空间分辨率1.1km,重复观测周期为半天)风云（FY)陆地卫星：Landsat(TM:30米,Landsat7ETM:15米，周期16－18天）SPOT（SPOT-5,2.5米）CBERS（19.5米）(CBERS-3/4,5米）IKONOS-2(1/4米）QuickBird(0.6/2.4米)(WorldView，0.5/2米)TerraEOSMODIS(50米~1000米)资源3号卫星：可获取丰富几何信息支持立体测图，中国北斗卫星导航：成功发射十六颗导航卫星，支持定位及短信报。三维GIS平台软件三维GIS平台软件国际三维GIS软件–Googleearth–ArcGIS3D–Skyline国内三维GIS软件–国遥EV-globe–灵图VRmap–超图Supermap–适普IMAGIS–易伟航EviaEarth–伟景行CityMaker–天下图UGlobe–高德Angeo–晶众BrightEarth–晶众BrightEarth–中科宇图UniGlobe典型应用案例典型应用案例1.数字工程2.数字规划3.地理现象与过程4.地理协同与教育5.虚拟旅游与文物保护6.智能模拟6.智能模拟7.其它数字工程GoogleEarth数字工程GoogleEarth数字工程E都市（1）按拼音首字母选择：A安康

|安阳

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|安庆

|安顺

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