基于3DGIS技術(shù)的國土管理系統(tǒng)的研究

1、基于3dgis技術(shù)的國土管理系統(tǒng)的研究study of a national territory management system based on 3dgis technology摘要：本文介紹了3dgis技術(shù)在國土資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用。提出了數(shù)字國土的框架及介紹了各個模塊的功能。通過在國土資源管理中的實際應(yīng)用，探討了數(shù)字國土應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)，數(shù)字國土，3dgisabstract: this paper introduces the application of 3dgis technology in the national territory resource manage

2、ment domain application. proposed the digital national territory frame and introduced each module function. through in the national territory resource management practical application, has discussed the digital national territory application prospect.keyword: gis，digital city，3dgis測1 緒論測繪信息網(wǎng)隨著gis應(yīng)用的

3、深入，人們越來越多地要求從三維空間來處理問題。在應(yīng)用要求較為強(qiáng)烈的部門如采礦、地質(zhì)、石油等領(lǐng)域已率先發(fā)展專用的具有部分功能的三維gis，如加拿大lynxgeosystems公司的lynx軟件，但由于它們一般是針對自己的領(lǐng)域開發(fā)的，沒有從理論上加以系統(tǒng)完整的研究，沒有面向通用平臺進(jìn)行設(shè)計，因此具有一定的局限性。這是由當(dāng)時的應(yīng)用要求、數(shù)據(jù)獲取手段及相關(guān)的計算機(jī)技術(shù)發(fā)展條件決定的。三維數(shù)字國土就是基于gis和三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)上的平臺。在此基礎(chǔ)上，還將針對國土行業(yè)要求提供各類專題功能，如三維漫游、國土專題數(shù)據(jù)存儲、分析和處理等多種功能。最終成為建設(shè)數(shù)字城市課題中的一個有效地實現(xiàn)手段。2 3dgis數(shù)字

4、國土建設(shè)目前，三維虛擬現(xiàn)實在規(guī)劃、地質(zhì)、城市應(yīng)急、災(zāi)害防治與分析等領(lǐng)域已有很多成功的應(yīng)用，但這一類應(yīng)用沒有和地理信息結(jié)合在一起，所以大多只能瀏覽。過于突出視覺效果而忽略了地理信息就會大大降低了業(yè)務(wù)應(yīng)用功能，無法滿足實際地理信息應(yīng)用需求。一個完善的三維國土資源管理系統(tǒng)的建立不僅使得人能在虛擬的環(huán)境中如身臨其境，而且要能夠?qū)Ω鞣N信息進(jìn)行分析與集成、管理、并能夠統(tǒng)一各種不同平臺的數(shù)據(jù)格式。它的最終目的是為了數(shù)字城市、數(shù)字地球系統(tǒng)而服務(wù)的。 3dgis就是三維虛擬現(xiàn)實與地理信息結(jié)合的一個產(chǎn)物，正如全世界網(wǎng)民對google earth的熱情追捧一樣。 3d地理信息正越來越受到大家的歡迎。特別是結(jié)合真實影

5、象并能在網(wǎng)上快速瀏覽的3dgis，已經(jīng)成為三維虛擬現(xiàn)實的方向。目前在二維 gis領(lǐng)域已經(jīng)具備比較成熟的理論和技術(shù),例如在數(shù)據(jù)獲取、處理、管理、輸出，數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面有很多較為成熟的理論和方法。在實踐上已有幾十年的發(fā)展經(jīng)驗，被廣泛應(yīng)用于各個部門和領(lǐng)域。這是眾所周知的。二維gis方面的很多理論、技術(shù)和經(jīng)驗都能為三維gis借鑒。在數(shù)據(jù)存儲工具方面，關(guān)系數(shù)據(jù)庫已有較成熟的理論技術(shù)和廣泛的應(yīng)用，為支持空間數(shù)據(jù)管理的擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)研制出來并已商業(yè)化，目前還在進(jìn)一步完善。例如，現(xiàn)在的流行關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本上都支持空間數(shù)據(jù)的存儲，支持變長記錄，因此它們也都是擴(kuò)展的關(guān)系

6、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。測繪信息網(wǎng)現(xiàn)有的三維 gis平臺都在可視化方面增加了對商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的3d符號的支持，包括vrml、3d studio max和開放飛行模式。真實的3d符號能讓用戶創(chuàng)建加強(qiáng)科學(xué)可視化和模擬的地圖。此外, 有些三維 gis都可以通過可覺化很強(qiáng)的手段來進(jìn)行三維空間導(dǎo)航， 例如google earth 利用地球球體進(jìn)行三維空間導(dǎo)航。不論從全球角度還是高分辨率的區(qū)域尺度，用戶都能快速的詳細(xì)的檢查他們所選地區(qū)的地形且獲得相關(guān)數(shù)據(jù)表。三維gis與二維gis的一個重要不同之處在于它有一個三維對象的視覺表現(xiàn)問題，影像的分辨率在視覺表現(xiàn)上有著十分重要的作用，現(xiàn)在具備的影像制作能力完全可以大大提高三維地形場

7、景的質(zhì)量。除此之外，現(xiàn)有成熟的數(shù)字測圖技術(shù)可以大大加快三維建模的速度和精確度。 圖1 定位界面 圖2 按項目名稱搜索界面三維國土管理系統(tǒng)為國土資源信息建設(shè)與管理提供了一個全新的技術(shù)平臺，管理者可以在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時間和對象屬性的多維虛擬環(huán)境中，回溯土地資源應(yīng)用的發(fā)展與變遷，觀察城市風(fēng)貌，審視規(guī)劃方案的優(yōu)劣、評價交通系統(tǒng)、城市管網(wǎng)的效能的高低，查詢相關(guān)的地理信息，實現(xiàn)整個城市的各種資源的優(yōu)化配置。3 gis技術(shù)與vr技術(shù)的集成測繪信息網(wǎng)三維國土管理系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字城市目標(biāo)的主要平臺，是在已有的城市地形dem、dom及gis數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合真實地形和三維規(guī)劃模型，根據(jù)不同規(guī)劃方案，建

8、立虛擬景觀，同時建立相關(guān)的gis數(shù)據(jù)庫；并利用中間件技術(shù)實現(xiàn)vr系統(tǒng)和gis系統(tǒng)的應(yīng)用集成。系統(tǒng)是建立在3dview運行庫和arcinfo組件環(huán)境平臺下的。系統(tǒng)將在實時漫游的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對各種信息進(jìn)行集成與分析的基本功能。具體來說應(yīng)該具備以下幾種主要功能:1、實現(xiàn)各種信息的二維查看、查詢、測量等一系列功能；2、實現(xiàn)二維與三維的交互性查看、漫游；3、三維地型、模型的生成；利用multigen creator中建立的三維模型來取代arcgis中的2.5維的模型。通過二維gis信息為三維模型實體定位，使得模型的信息得到充分的展示，然后再利用數(shù)據(jù)模型的一些特點進(jìn)行相應(yīng)的加工處理。實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與模型庫的對應(yīng)

9、關(guān)系。同時要實現(xiàn)對各種信息的查詢、調(diào)用、分析、處理，就必須利用arcgis及相關(guān)工具建立一個高效率的數(shù)據(jù)庫，并使之具備對信息進(jìn)行搜集、分析、處理和更新的功能。將數(shù)據(jù)庫中的信息與實時場景中的模型進(jìn)行綁定，從而達(dá)到對各種信息的即查即用。并通過友好的界面實現(xiàn)豐富的查詢和分析、決策功能。我們可以將mis系統(tǒng)的其它功能集成到我們的三維城市規(guī)劃系統(tǒng)中來為信息系統(tǒng)的集成與分析服務(wù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，將大大的豐富這個三維城市規(guī)劃系統(tǒng)的實際功能。系統(tǒng)主要分為二維gis模塊和三維vr模塊（如圖3）系統(tǒng)集成了對gis數(shù)據(jù)的基本操作，如導(dǎo)入、編輯、查詢、刪除、更新等，同時還在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了與vr模塊的結(jié)合，通過

10、在二維圖層中指定建筑物的位置信息，便可在三維場景中動態(tài)地加載三維模型，并且通過對模型庫中不同模型的動態(tài)替換，實現(xiàn)了不同規(guī)劃方案的實時漫游。這種模式既為規(guī)劃人員提供了直觀的三維場景漫游，有利于不同規(guī)劃方案間的比較，同時提提供了gis數(shù)據(jù)的查詢和分析，為政府部門的決策提供了最可靠的依據(jù)。gis模塊三維vr模塊矢量數(shù)據(jù)輸入空間信息查詢地形分析處理土地資源管理視圖瀏覽模塊和視景調(diào)度模塊動態(tài)數(shù)據(jù)加載三維查詢模塊圖3系統(tǒng)各模塊功能圖4 系統(tǒng)應(yīng)用前景展望三維國土資源管理系統(tǒng)的建立無疑對于國土資源管理水平的提高有著非常重要的意義和應(yīng)用價值。但是三維國土資源管理系統(tǒng)作為一種全新的技術(shù)平臺，運用才剛剛起步，也是一種大膽的嘗試，許多問題有待進(jìn)一步解決和完善，但可以預(yù)見，三維國土資源管理系統(tǒng)最終將成為建設(shè)數(shù)字城市課題中的一個十分有效地實現(xiàn)手段。參考文獻(xiàn)1 esri中文官方網(wǎng)站，20062 張林,李宗華