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三维可视化技术与GIS工程
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一、前言目前，科学可视化、计算机动画和虚拟现实技术蓬勃发展，并
成为计算机图形学领域的三大热门研究方向，它们的核心都是三维真实感图
形[1],也就是三维可视化技术。三维可视化技术是目前计算机技术和图像
图形学发展的热点之一，它是依靠视觉效果将数据所要表达的信息直观显示出来的一种最好的方法。传统的地理信息系统对实物的空间立体感表达就比
较抽象，将三维可视化技术引入GIS领域中可以动态地、形象地、多视角地、多层次地、如实逼真地描绘地球科学中的客观现象。如通常所见的地
形三维可视化、虚拟战场、数字社区和虚拟城市等。本文结合在GIS中的应
用介绍三维可视化开发的基本方法。
二、三维可视化GIS关键技术三维可视化技术可以简单的分解为三种技术的结合：可视化、三维和GIS。下面分析了可视化技术、虚拟现实、体视化技术、三维技术等关键技术。
1、可视化技术
可视化，也称为科学计算可视化(VisualizationinScientific
Computer),它是指运用计算机图形和图像处理技术，把科学数据转换成可视的、能帮助科学家理解的信息，并进行交互处理的理论、方法和技术。
GIS可视化技术是目前信息领
域中广泛应用的一项技术，它通过强大的、有效的地图系统将复杂的空间
和属性数抓以地理的形式进行描述，具有界面风格人性化设计，实现了文本、
图形和图像信息相结合的定位、查询、检索模式信息表达形象化、自观化操作简单便利等特点［2］。
2、虚拟现实
虚拟现实(VirtualReality)技术是一个由图像技术、传感
器技术、计算机技术、网络技术以及人机对话技术相结合的产物。它以计算
机技术为基础，利用高性能、高度集成的计算机硬、软件及各类先进的传感
器，去创造一个使参与者处于一个三维视觉、听觉和触觉的环境，具有完善
的交互作用能力、能帮助和启发进入虚拟境界的参与者的构思的
地学现象与地学本质规律密不可分，地学可视化作为科学计算可视化在地学中的分支，以模拟、抽象和再现各种地学现象为核心任务，一直是地球信息科学中的重要组成部分。可视化系统是GIS系统中的重要组成部分，反映了GIS系统对空间信息的表达能力，也是衡量GIS系统的重要指标。
GIS二维可视化沿用传统制图学的手段，通过各种专题图，符号库等地图学的抽象符号来表达地理信息，对地理信息提供了一种宏观的抽象表达方式，大大简化了人们对地图的使用、查询和分析。但是二维的地理信息系统提供给用户的仅仅是二维的平面图形，在可视化程度方面比传统的纸质地图并没有实质性的改善，随着GIS应用不断深入，这已经远远不能满足人们的视觉要求。世界原本就是处在三维空间中的，二维的可视化将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型注定了它在描述三维空间现象的局限性，解决这一问题的有效手段就是三维GIS可视化。计算机图形学和各种图形硬件技术的不断发展以及人们对视觉要求的不断提高，也为三维GIS可视化的发展提供了动力，创造了条件。
目前，一些GIS厂商已经开发、提供了三维可视化的系统，但这些系统由于各方面的原因没有能够做到向下兼容，将二维系统与三维系统完全割裂，不仅数据无法直接共享，而且三维场景制作过程复杂。
理想的可视化方式应该是在满足人们可视化需求、提供高性能三维可视化功能的基础上，还能够完全兼容二维的可视化表达方式，提高重复使用能力，降低开发制作费用，具体内容包括：
1）兼容已有的二维GIS数据；
2）兼容已有的二维专题图制作方式；
3）兼容已有的二维符号库系统；
4）兼容已有的二维GIS交互方式。
二维、三维的一体化可以充分有效地利用丰富的二维空间数据资源，同时又可以满足对三维建模和可视化的需要，实现二维向三维GIS平滑过渡，并与动态GIS结合，实现多维动态GIS。目前，国际和国内一些有远见的GIS企业已开始研究二维和三维的一体化技术，二维与三维一体化的商业化GIS软件将有望在“十一五”中期推出。
随着三维GIS技术的应用愈加普及，在智慧城市经济发展，市场监管，社会治理，公共服务，环境保护等行业领域利用三维可视化技术GIS+BIM模型优越的可视化3D空间展现能力，以三维模型为载体，将各种零碎、分散、割裂的信息数据，以及建筑运维阶段所需的各种机电设备、物业管理、安全管理参数进行一体化整合的同时，进一步引入建筑的日常设备运维管理功能，形成基于BIM的建筑空间与设备运维、安全监控、品质管理的能力。
广州千越飞鸿科技有限公司 结合实际运维管理的需求，基于GIS+BIM大数据的智能化建筑运维管理系统应运而生。智能化建筑管理平台借助于3DGIS、BIM、物联网等信息技术，将智能化、机电、安全、品质、资产、物业管理、节能管理、对外展示等多角度的系统与建筑三维模型及管理需求进行一体化整合。最终建设目标通过对各系统的集成统一，建立建筑主题数据库，为智慧园区提供可靠的设备运维分析、安全管理监控、品质运管理、资产信息化管理、物业管理服务、节能管理、信息化决策等一系列专业性服务。