三维电子地图的相关技术领域

三维电子地图的相关技术领域目录CONTENTS二、三维电子地图的分类一、三维电子地图的相关技术领域一、三维电子地图的相关技术领域三维电子地图的发展和相关研究领域的进展密不可分，三维电子地图的研究从其他领域的研究中借鉴方法、技术和工具。某些研究成果直接应用到了三维电子地图的开发和建设中，其中计算机图形学、三维GIS和虚拟现实、地理数据建库、虚拟场景建模等都成为了三维电子地图系统的技术支撑。三维电子地图的相关技术领域1、计算机图形学计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形，以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等髙线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此，必须建立图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模遍，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。三维电子地图的相关技术领域计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。三维电子地图的相关技术领域2、三维GIS与虚拟现实三维GIS与虚拟现实技术和三维电子地图在数据源、用户交互手段上很相似，一般认为三维GIS更强调了三维空间的分析、真三维数据的融合和表达；虚拟现实则强调了三维环境中人的沉浸感和多方位的交互。三维GIS和虚拟现实的发展都很迅猛快速。三维GIS强调客观世界的表达，在提供信息管理、查询以及空间分析的同时，给用户更真实的感受，以立体造型给用户展现地理空间现象，能够表达空间对象间的平面关系，也能描述和表达它们之间的垂向关系；对空间对象进行三维空间分析和操作也是三维GIS的功能。与CAD及各种科学计算可视化软件相比，具有独特的管理复杂空间对象能力及空间分析的能力。其中三维空间数据库是三维GIS的核心，三维空间分析则是其独有的能力。三维电子地图的相关技术领域虚拟现实(virtualreality，VR)是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。从本质上来说，虚拟现实是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户的操作。该技术的主要特征有以下几方面：多感知性(multi-sensory)、浸没感(immersion)，交互性(interactivity)、构想性(imagination)。一般来说，一个完整的虚拟现实系统由如下一些方面组成：以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器构建的虚拟环境，以头盔显示器为核心的视觉系统，以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统，以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力反馈系统等功能单元构成。三维电子地图的相关技术领域3、数据釆集与场景构建数据是三维电子地图的基础，场景的展示、交互与分析都是以数据为支撑的。与二维电子地图相比，三维电子地图要更加逼真、直观地反映自然和人文景观，准确地描述地理对象的尺寸、外观和属性信息，因此三维电子地图的数据准备工作集中在地形数据采集、地物对象的集合和纹理釆集上。当前进行大范围精确的数据采集主要是应用数字摄影测量方法，对于独立的地物目标可以采用CAD建模等方法，而属性数据以关联属性库的方法实现。建筑物和地面纹理是三维电子地图的另一个重要数据。建筑物的三维重建是一项很重要的工作。航空影像是建筑物重建的主要数据源，特别是数字摄影测量技术为数据获取提供了经济快捷的方法。航空摄影可以获取建筑物的三维重建模型、数字高程模型和数字正射影像。而遥感的多光谱影像可用来区分植被和人造物体。在三维电子地图建库中，为了提供更详细建筑物信息以供重建，可以采用地面摄影获取正面结构，在大多数情况下，摄影测量（特别是数码相机的应用）和使用地形测量中的控制点定位相结合是一种有效的方法。数字近景摄影测量软件包越来越完善并能得到精确纹理绘制的三维模型，车载三维数据采集集成系统也可以用来进行这项工作。三维电子地图的相关技术领域二、三维电子地图的分类一、项目概况三维电子地图目前的应用已经较为广泛，而且其形式已经有分化，一方面出现了比较精细的城市三维电子地图，另一方面也有了互联网上在线的全球三维电子地图系统（比如NASAWorldWind,GoogleEarth），另外三维电子地图也在专业领域有所应用，产生了交通、旅游等三维电子地图系统。三维电子地图的分类分类方法类型是否有二