三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域

三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域目錄CONTENTS二、三維電子地圖的分類一、三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域一、三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域三維電子地圖的發(fā)展和相關(guān)研究領(lǐng)域的進(jìn)展密不可分，三維電子地圖的研究從其他領(lǐng)域的研究中借鑒方法、技術(shù)和工具。某些研究成果直接應(yīng)用到了三維電子地圖的開(kāi)發(fā)和建設(shè)中，其中計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、三維GIS和虛擬現(xiàn)實(shí)、地理數(shù)據(jù)建庫(kù)、虛擬場(chǎng)景建模等都成為了三維電子地圖系統(tǒng)的技術(shù)支撐。三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容就是研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形，以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。圖形通常由點(diǎn)、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術(shù)上來(lái)看，圖形主要分為兩類，一類是基于線條信息表示的，如工程圖、等髙線地圖、曲面的線框圖等，另一類是明暗圖，也就是通常所說(shuō)的真實(shí)感圖形。。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)一個(gè)主要的目的就是要利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生令人賞心悅目的真實(shí)感圖形。為此，必須建立圖形所描述的場(chǎng)景的幾何表示，再用某種光照模遍，計(jì)算在假想的光源、紋理、材質(zhì)屬性下的光照明效果。所以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與另一門學(xué)科計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系。事實(shí)上，圖形學(xué)也把可以表示幾何場(chǎng)景的曲線曲面造型技術(shù)和實(shí)體造型技術(shù)作為其主要的研究?jī)?nèi)容。同時(shí)，真實(shí)感圖形計(jì)算的結(jié)果是以數(shù)字圖像的方式提供的，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也就和圖像處理有著密切的關(guān)系。三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容非常廣泛，如圖形硬件、圖形標(biāo)準(zhǔn)、圖形交互技術(shù)、光柵圖形生成算法、曲線曲面造型、實(shí)體造型、真實(shí)感圖形計(jì)算與顯示算法，以及科學(xué)計(jì)算可視化、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、自然景物仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等。三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域2、三維GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)三維GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三維電子地圖在數(shù)據(jù)源、用戶交互手段上很相似，一般認(rèn)為三維GIS更強(qiáng)調(diào)了三維空間的分析、真三維數(shù)據(jù)的融合和表達(dá)；虛擬現(xiàn)實(shí)則強(qiáng)調(diào)了三維環(huán)境中人的沉浸感和多方位的交互。三維GIS和虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展都很迅猛快速。三維GIS強(qiáng)調(diào)客觀世界的表達(dá)，在提供信息管理、查詢以及空間分析的同時(shí)，給用戶更真實(shí)的感受，以立體造型給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，能夠表達(dá)空間對(duì)象間的平面關(guān)系，也能描述和表達(dá)它們之間的垂向關(guān)系；對(duì)空間對(duì)象進(jìn)行三維空間分析和操作也是三維GIS的功能。與CAD及各種科學(xué)計(jì)算可視化軟件相比，具有獨(dú)特的管理復(fù)雜空間對(duì)象能力及空間分析的能力。其中三維空間數(shù)據(jù)庫(kù)是三維GIS的核心，三維空間分析則是其獨(dú)有的能力。三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實(shí)(virtualreality，VR)是人們通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口，它通過(guò)給用戶同時(shí)提供諸如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作。該技術(shù)的主要特征有以下幾方面：多感知性(multi-sensory)、浸沒(méi)感(immersion)，交互性(interactivity)、構(gòu)想性(imagination)。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由如下一些方面組成：以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器構(gòu)建的虛擬環(huán)境，以頭盔顯示器為核心的視覺(jué)系統(tǒng)，以語(yǔ)音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)，以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備，以及味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)與力反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域3、數(shù)據(jù)釆集與場(chǎng)景構(gòu)建數(shù)據(jù)是三維電子地圖的基礎(chǔ)，場(chǎng)景的展示、交互與分析都是以數(shù)據(jù)為支撐的。與二維電子地圖相比，三維電子地圖要更加逼真、直觀地反映自然和人文景觀，準(zhǔn)確地描述地理對(duì)象的尺寸、外觀和屬性信息，因此三維電子地圖的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作集中在地形數(shù)據(jù)采集、地物對(duì)象的集合和紋理釆集上。當(dāng)前進(jìn)行大范圍精確的數(shù)據(jù)采集主要是應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法，對(duì)于獨(dú)立的地物目標(biāo)可以采用CAD建模等方法，而屬性數(shù)據(jù)以關(guān)聯(lián)屬性庫(kù)的方法實(shí)現(xiàn)。建筑物和地面紋理是三維電子地圖的另一個(gè)重要數(shù)據(jù)。建筑物的三維重建是一項(xiàng)很重要的工作。航空影像是建筑物重建的主要數(shù)據(jù)源，特別是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)為數(shù)據(jù)獲取提供了經(jīng)濟(jì)快捷的方法。航空攝影可以獲取建筑物的三維重建模型、數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像。而遙感的多光譜影像可用來(lái)區(qū)分植被和人造物體。在三維電子地圖建庫(kù)中，為了提供更詳細(xì)建筑物信息以供重建，可以采用地面攝影獲取正面結(jié)構(gòu)，在大多數(shù)情況下，攝影測(cè)量（特別是數(shù)碼相機(jī)的應(yīng)用）和使用地形測(cè)量中的控制點(diǎn)定位相結(jié)合是一種有效的方法。數(shù)字近景攝影測(cè)量軟件包越來(lái)越完善并能得到精確紋理繪制的三維模型，車載三維數(shù)據(jù)采集集成系統(tǒng)也可以用來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)工作。三維電子地圖的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域二、三維電子地圖的分類一、項(xiàng)目概況三維電子地圖目前的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，而且其形式已經(jīng)有分化，一方面出現(xiàn)了比較精細(xì)的城市三維電子地圖，另一方面也有了互聯(lián)網(wǎng)上在線的全球三維電子地圖系統(tǒng)（比如NASAWorldWind,GoogleEarth），另外三維電子地圖也在專業(yè)領(lǐng)域有所應(yīng)用，產(chǎn)生了交通、旅游等三維電子地圖系統(tǒng)。三維電子地圖的分類分類方法類型是否有二