地理信息系统-GIS
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随着GIS应用的深入,人们越来越多地要求从真三维空间来处理问题。在应用要求较为强烈的部门如采矿、地质、石油等领域已率先发展专用的具有部分功能的三维GIS,如加拿大LYNX Geosystems公司的LYNX软件,但由于它们一般是针对自己的领域开发的,没有从理论上加以系统完整的研究,没有面向通用平台进行设计,因此具有较强的局限性。这是由当时的应用要求、数据获取手段及相关的计算机技术发展条件决定的。
由于二维GIS数据模型与数据结构理论和技术的成熟,图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展,加上应用需求的强烈推动,三维GIS的大力研究和加速发展现已成为可能。
当前研究和开发三维GIS的思路可归纳为两种:
● 由于三维GIS首先要将地理数据变为可见的地理信息,因此人们一方面从三维可视化领域向三维GIS系统扩展,这一点同早期的二维GIS来源于计算机制图管理一样,是从可视化角度出发的。
● 另一方面,GIS需要存储和管理大量的空间信息和属性信息,因此另一部分人从数据库的角度出发向三维GIS发展,从商用数据库向非标准应用领域扩展,将三维空间信息的管理融入RDBMS中,或是从底层开发全新的面向空间的OODBMS, 如GODO,GeoO2,GEO++,SmallWorld GIS。一个新的发展方向是将三维可视化与三维空间对象管理藕合起来,形成集成系统。
（2）三维GIS相关软件发展概况
但是迄今为止,目前国际国内还没有一个成熟完整的三维GIS系统,与三维GIS相关的系统大多集中在三维可视化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,医学可视化及各种CAD软件等,也有一些三维系统部分实现三维GIS的功能,比较有名的软件有:LYNX, IVM（Interactive Volume Modeling）, GOCAD,I/EMS,SGM等。
迄今为止,目前国际国内还没有一个成熟完整的三维GIS系统,与三维GIS相关的系统大多集中在三维可视化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,医学可视化及各种CAD软件等,也有一些三维系统部分实现三维GIS的功能,比较有名的软件有:LYNX, IVM（Interactive Volume Modeling）, GOCAD, I/EMS,SGM等。
杭州经纬股份是国内领先的3D GIS可视化一站式解决方案提供商，自研无插件3D gis引擎，首创3DGIS智能操作系统（3D GIS-OS，3D GIS Operating System）的概念为用户提供专业的一站式3DGIS可视化解决方案，实现平台、场景、数据、服务四大赋能应用。属于国内三维GIS 平台的第一梯队。
由于自然资源部的组建，“山、水、林、田、湖、草”作为生命共同体综合管理是当前的迫切需求，原有的单要素的资源管理方式满足不了当前的管理需求，需要技术上实现从二维到三维的转变。
自然资源管理中技术与业务的双转变
随着GIS的深入应用，人们越来越多地要求在三维的场景下还原现实。在技术方面，三维GIS先要将地理数据变为可见的地理信息，因此人们一方面从三维可视化领域向三维GIS系统扩展，这一点同早期的二维GIS来源于计算机制图管理一样，是从可视化角度出发的。在需求方面，由于自然资源部的组建，“山、水、林、田、湖、草”作为生命共同体综合管理是当前的迫切需求，原有的单要素的资源管理方式满足不了当前的管理需求，需要技术上实现从二维到三维的转变。
1. 机构转变带来的管理提升
2018年自然资源部部长陆昊在海南调研期间提出，自然资源相关业务系统要由二维系统变成三维系统，解决自然资源调查、确权和国土空间用途管控等问题。城市空间作为国土空间的重要组成部分，城市发展逐渐从平面转向了空间，三维思维的城市发展理念及实践的不断涌现，既是城市空间形态的自然演进，又是城市发展过程中解决交通拥堵、环境恶化、资源匮乏等系列问题的路径探索。从发展的角度来看，三维技术将是承载自然资源管理的重要技术，需要建立实现数据管理、空间展示、空间分析、业务应用、辅助决策等功能于一体的三维管理平台。
2. 三维技术突破带来全新功能
随着三维空间信息获取技术的发展，大规模、高精度、低成本数据的获取成为现实，三维应用建设成本大幅降低。除了成本之外，三维技术在以下几点也实现了创新：利用BIM、三维实体数据模型，实现从物体表面与形状的表达到内部结构的表达；新型三维数据（倾斜摄影、BIM、激光点云）与传统数据（影像、矢量、地形数据、精细模型、地下管线）融合，实现提高了三维场景的建模成本和精度；基于WebGL技术的Web三维，为构建B/S架构的三维GIS应用提供了可行性，同时在跨平台GIS技术的基础上，发展出了Web端的三维空间分析能力；三维GIS标准化与数据共享降低三维Web应用的建设难度和建设成本。
3. 技术与业务融合日趋深入
在自然资源的管理中需要体现个体及整体的特性，而自然资源中的个体又极为复杂，这给三维技术的应用提出了挑战。众所周知，每一种三维技术都各有特长，怎么样“集百家之长，成自然资源解决之道”呢？三维技术的融合，为三维技术在自然资源管理中的应用提供了无限可能。在自然资源应用层面，利用不同三维技术的特性，能更好地还原现实。比如倾斜摄影动态单体化技术，借用矢量面数据模型，不仅可以做到单体化选择、查询，还可以实现缓冲区分析、空间查询等功能；利用点云的精度、精细模型的美观、楼盘表的内部信息，还原真实不动产客体信息。
三维GIS技术助力生命共同体升维
自然资源在空间分布上位置不一、形态各异，自然资源的管理的不仅是各项指标，更需要模拟自然资源的真实分布情况，从实际出发、从需求出发，还原自然资源的利用情况、管制情况，更好地去规划、保护、修复自然资源。
1. 自然资源管理
摸清家底是实现自然资源资产化管理的重要一步，只有把握现在的数据与趋势，才能决策未来的目标与方向。通过系统门户能看到资源的概括情况，包括各类自然资源的数量情况、自然资源类别的分布情况、自然资源与不动产的关联情自然资源与空间管制的情况。
4. 三维矿体管理
自然资源是生态环境的命脉，可以用三维的方式为自然资源“把脉”。没有了高度，山会变成平原；没有了树木，山也不会是金山银山；没有地下空间，也不会看到金矿银矿。自然资源在空间分布上不仅仅是有广度，还具备一定的深度。通过自然资源三维的建设，实现从地面到地下，从整体到个体，直观的展示一层一层的自然资源在空间上的分布情况。
8. 隧道挖掘分析
交通是连接城市的重要纽带，也是为城市发展运送人流、物流的重要通道。一条山路，贯通的是山，缩短的是城市之间的距离。但对于隧道挖掘占用的自然资源面积该怎么样计算呢？由于隧道和自然资源在二维的投影上是相交的，实际上占用的面积并非等于相交的面积。以三维的方式，建立穿山隧道模型，实现二三维的对比分析，为自然资源的占用情况提供准确分析结果。
地图标绘指在地图背景上标绘各种具有空间特征的事、物的分布状态或行动部署。标绘功能广泛应用于电力、通信和应急等多个行业和领域，它可以用来表达各种信息，描述各种对象，表示各种资源，还可以渲染业务进度和流程，以便于三维可视化分析。
1.三维地球上的标绘
标绘技术是三维GIS的一个重要技术手段，在几何表达上主要分为点标绘、线标绘、面标绘、体标绘，常用的为点、线、面的形式。
01 点标绘
点标绘用以表示大小可以忽略不计的小面积地物或点状地物，一般点标绘只有位置信息和属性信息，分别表征其定位含义和属性含义。
02 线标绘
线标绘通常采用折线法实现，在特定的场景中线标绘有两种表现形式：一种是没有宽度的线即单线，用于表达边界线；另一种是从中心向两边扩展为面的线，即带状标绘，如用于表达道路、河流等。
03 面标绘
面标绘一般用于表达一个特定的区域，如受灾区域、滑坡范围、规划区等。
04 体标绘
体标绘采用简单体或实体模型来表示三维场景中的具体地物。
2.标绘功能的应用场景
标绘功能广泛应用于电力、通信和应急、地籍调查、规划设计等多个行业和领域。
以下以地震场景应急救援为例 ：
在地震灾害场景中，“标绘”功能模块的任务主要有三，即初步展示阶段、交互分析阶段和辅助决策与预演模拟阶段。
在第一阶段，通常利用批量点标绘加实体模型和文字标注展示灾区学校、政府机构、医院等的分布情况，并分析灾区居民的主要聚集地，给分析人员提供整体的初步认识；
在第二阶段，综合使用各类标注方法及空间表现手段对灾区进一步分析，为救援方案的制定提供辅助信息；
在第三阶段，分析人员借助前两个阶段的综合展示与分析成果，制定初步的备选救援方案，并以标绘形式进行动态预演和模拟，判断不同方案的优劣性并实时改进救援方案，为救援指挥顺利开展提供保障。
3.一种便捷的标绘方法
在最新发布的EasyEarth版本中，着重优化了点、线、面标绘功能的显示问题。 可以做到根据用户在三维球上捕捉的对象类型进行贴对象显示，影像、地形、倾斜、传统模型等数据均可做到完美贴合。
点标绘效果
线标绘效果
面标绘效果
倾斜数据面标绘
地形数据面标绘
传统模型面标绘
以上场景及功能均可免费体验！
