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GIS (Geographical Information
System，地理信息系統(tǒng))是計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)和地圖學(xué)等多門學(xué)科的交叉，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。GIS早已不限于地理學(xué)研究和應(yīng)用的領(lǐng)域，目前已與各行各業(yè)和我們的日常生活產(chǎn)生了千絲萬縷的聯(lián)系，更重要的是它的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，甚至可伸及企業(yè)信息化的過程中。
1、3DGIS的特點(diǎn)
在傳統(tǒng)的二維(2D) GIS 中，通常是將垂直方向的信息抽象成一個屬性值，如DTM
中的高程，然后進(jìn)行空間操作和分析。如果在垂直方向上的采樣多于一個，2DGIS 則難以處理。在這種場合下具有真三維(3D)
處理和分析功能的GIS 系統(tǒng)是必需的。而所謂的3DGIS 就是在二維GIS
的基礎(chǔ)上對具有三維地理參考坐標(biāo)的地理信息輸入、存儲、編輯、查詢、空間分析和模擬操作的計算機(jī)系統(tǒng)。
三維GIS是布滿整個三維空間的GIS，與傳統(tǒng)的基于平面的二維GIS或2.5維GIS明顯不同，尤其體現(xiàn)在空間位置與拓?fù)潢P(guān)系的描述及空間分析的伸展方向上。
與二維GIS相比，三維GIS對客觀世界的表達(dá)能給人以更真實(shí)的感受，它以立體造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，不僅能夠表達(dá)空間對象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達(dá)它們之間的垂向關(guān)系；另外對空間對象進(jìn)行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。而與CAD及各種科學(xué)計算可視化軟件相比，它具有獨(dú)特的管理復(fù)雜空間對象能力及空間分析的能力。三維空間數(shù)據(jù)庫是三維GIS的核心，三維空間分析則是其獨(dú)有的能力。與功能增強(qiáng)相對應(yīng)的是，三維GIS的理論研究和系統(tǒng)建設(shè)工作比二維GIS也更加復(fù)雜。
2、3DGIS應(yīng)用方向
GIS是一門綜合性技術(shù)，同樣3DGIS也是。3DGIS的應(yīng)用需利用和集成其它技術(shù)，它與其它技術(shù)是相互融合的。3DGIS系統(tǒng)開發(fā)作為軟件部的工作重點(diǎn)之一，其中的3DGIS將作為軟件部的一大技術(shù)特色，在不斷應(yīng)用最新技術(shù)的前提下，將主要朝以下幾個方向發(fā)展：
1）Web3DGIS
目前基于Internet技術(shù)的GIS，即WebGIS已成為GIS發(fā)展的重要方向，而在3DGIS方面，Web3DGIS同樣也成為了3DGIS的發(fā)展趨勢之一。利用Internet在Web上發(fā)布和出版三維空間數(shù)據(jù)，為用戶提供三維空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，從而使3DGIS的應(yīng)用更加靈活和廣泛。
Web3DGIS的應(yīng)用示意圖如下。
2）3DGIS與無線通信技術(shù)
隨著無線通信技術(shù)的不斷提高，越來越多的無線通信設(shè)備將被用于我們的日常生活中，而在無線通信技術(shù)廣泛的應(yīng)用于城市建設(shè)與發(fā)展中時，其與GIS技術(shù)的結(jié)合成為建設(shè)智能化城市的主要方向之一。
3）3DGIS與GPS
GPS被認(rèn)為是21世紀(jì)影響人類社會12大技術(shù)之一，然而GPS與GIS的結(jié)合，才能普及它的應(yīng)用，而不止是停留在大地測量領(lǐng)域，如智能交通系統(tǒng)中基于三維電子地圖的汽車車內(nèi)自主導(dǎo)行系統(tǒng)等，同時與GPS結(jié)合也提高了3DGIS動態(tài)分析的功能。
3、3DGIS應(yīng)用范圍
鑒于3DGIS技術(shù)本身的特性，按照軟件部今后發(fā)展規(guī)劃，軟件部3DGIS系統(tǒng)開發(fā)業(yè)務(wù)將擴(kuò)展到社會的方方面面，概況為以下幾個方面：
1）城市規(guī)劃
3DGIS可應(yīng)用于城市規(guī)劃中，結(jié)合市政規(guī)劃的資料，提供規(guī)劃方案的三維可視化管理，方便城市規(guī)劃情況查詢，并提供相關(guān)位置的三維場景圖瀏覽，為市政建設(shè)和規(guī)劃提供決策支持。
三維數(shù)字地圖在城市規(guī)劃中有2D完全不能相比的性能.
2D只能在平面上給出城市的建筑形狀以及地質(zhì)地貌,但三維可以直接給出立體直觀的情況,對于規(guī)劃者來說可以直接地發(fā)現(xiàn)問題，這樣就可以直接用軟件來解決許多城市設(shè)規(guī)劃中的問題。
2）緊急救援
3DGIS可為公安、消防、醫(yī)療等緊急救援部門提供可靠的地理信息和專業(yè)應(yīng)用。針對現(xiàn)在日益復(fù)雜的緊急救援任務(wù)，基于3DGIS技術(shù)的平臺能夠?qū)爡^(qū)地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入建立真實(shí)的三維模型，一旦發(fā)生緊急救援事件，即可迅速從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出事發(fā)地點(diǎn)的三維地理信息地圖，指揮員可以根據(jù)現(xiàn)場的地形、道路交通以及消防設(shè)施分布及建筑情況進(jìn)行分析并作出正確的決策，合理安排前進(jìn)路線、交通封鎖、器械分布，必要時可以進(jìn)行人群疏散范圍確定。還可針對防區(qū)情況，對部分重要的目標(biāo)（如政府機(jī)關(guān)、重點(diǎn)保護(hù)建筑、人群密集場所、危險品處理存儲設(shè)施等）進(jìn)行室內(nèi)數(shù)據(jù)采樣，建立更加完整的室內(nèi)模型，一旦發(fā)生緊急事件則可提供準(zhǔn)確的決策數(shù)據(jù)。
3）電信應(yīng)用
中國的電信產(chǎn)業(yè)近年來不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，但是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源管理卻相對落后，在各地甚至大城市仍然停留在原始的人工管理狀態(tài)。從目前情況來看，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源管理的相對滯后必將成為嚴(yán)重束縛各電信企業(yè)發(fā)展的重大障礙。同時行業(yè)之內(nèi)的競爭也必將給國內(nèi)電信業(yè)帶來巨大的沖擊,
而業(yè)務(wù)管理水平的高低無疑決定著競爭的成敗。
傳統(tǒng)的人工管理方法和手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有規(guī)模的管理和迅速發(fā)展的需要,
實(shí)現(xiàn)科學(xué)的、規(guī)范的、現(xiàn)代化的管理是必然選擇。為達(dá)到高效管理的目標(biāo),電信企業(yè)各業(yè)務(wù)部門需要在宏觀上對企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)和狀況等綜合指標(biāo)有全面的了解，而這些信息依賴于對數(shù)據(jù)的有效獲取和分析。
基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源管理涉及的數(shù)據(jù)特點(diǎn)具有海量的特點(diǎn)，且與地圖關(guān)系十分密切，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源管理地理信息系統(tǒng)，將能更為有效地提高電信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的管理水平。
對此3D地圖技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合會為電信部門提供十分廣闊和縱深的機(jī)遇。
4）交通管理
交通是日常生活,工作的樞紐，是城市管理中的重要組成部分，而面對不斷增長的機(jī)動車和日趨緊張的城市空間，繼續(xù)通過大規(guī)模新建道路來改善交通，顯然不現(xiàn)實(shí)也不科學(xué)。3DGIS技術(shù)與交通管理的結(jié)合可以提供現(xiàn)代化交通管理的解決方案，有效提高道路交通的運(yùn)營效率。
例如，通過現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備(電視監(jiān)視攝像機(jī)、交通信號、全球定位系統(tǒng)等)發(fā)現(xiàn)了一起交通事故，該事故現(xiàn)場被傳送到控制中心并顯示出來，操作人員可以分析可能由此引發(fā)的交通阻塞。在短時間內(nèi)，控制中心里的人員可以根據(jù)公路地理信息系統(tǒng)分析出的解決方案，及時調(diào)動各方面的資源，迅速處理交通問題。系統(tǒng)還可以對公路沿線設(shè)施、收費(fèi)站以及公路上的監(jiān)控設(shè)施（如攝影機(jī)的視頻控制）進(jìn)行管理。
5）水利應(yīng)用
基于三維地理信息系統(tǒng)平臺建立水利三維地理信息系統(tǒng)，可以不同視角、不同方位、不同的速度，立體、直觀地查看3D窗口中的每一個對象；可以對地形信息進(jìn)行量算和分析：距離測算（水平、高空、垂直），面積量算、等高線等；鷹眼導(dǎo)航：三維二維圖對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；實(shí)時地形圖片輸出，固定路線視頻輸出；水庫、小水電、水位站、雨量站、湖泊、河流等屬性信息的查詢、定位，根據(jù)用戶的選擇，查詢相應(yīng)的信息，用戶還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)。
6）環(huán)保應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 環(huán)境日益受到嚴(yán)重的破壞, 保護(hù)環(huán)境逐漸成為全社會關(guān)注的焦點(diǎn), 其中的重大意義不僅僅在于保護(hù)大自然,
也在于環(huán)保將成為未來經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。 基于以上的共識, 全國及各地政府都逐漸行動起來, 利用現(xiàn)代高科技,
實(shí)施各項舉措來保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境。
將3DGIS應(yīng)用與環(huán)保部門，能夠通過建立區(qū)域基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫和區(qū)域污染物總量分析、監(jiān)控等管理模型，可逐步實(shí)現(xiàn)對污染源監(jiān)督管理和區(qū)域污染物總量管理的空間化、規(guī)范化和動態(tài)化，最終實(shí)現(xiàn)對區(qū)域綜合信息的完全數(shù)字化管理，顯著提高該區(qū)域環(huán)境管理的效率和質(zhì)量。也能夠?qū)崿F(xiàn)信息的實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控，系統(tǒng)能夠集隱患警告、事故報警、安全監(jiān)管為一體，有助于提高環(huán)保危險區(qū)域的管理，減少事故發(fā)生率，對災(zāi)情及時預(yù)報，防患于未然。
7）航空管理
3DGIS可視化系統(tǒng)在航空部門的應(yīng)用主要表現(xiàn)在能建立機(jī)場的真實(shí)模型，可以將希望觀察的場景生成并顯示于屏幕中，使用人員能任意“穿行”真實(shí)場景之中，隨意觀察場景的實(shí)時變化情況。
機(jī)場地面信息的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大，實(shí)時動態(tài)變化，數(shù)據(jù)種類復(fù)雜，綜合表現(xiàn)為多維動態(tài)數(shù)據(jù)。采用基于三維實(shí)時圖象生成技術(shù)實(shí)現(xiàn)的機(jī)場地面信息可視化系統(tǒng)可以將復(fù)雜抽象的數(shù)據(jù)形象化、直觀化，此種形式的信息對于機(jī)場地面的實(shí)時監(jiān)控、管理、調(diào)度意義重大。
8）海事管理
3DGIS在海事管理方面具有以下幾個基本功能：
h利用無線通信系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控船只的位置，用戶可以隨時掌握船只狀態(tài)，迅速下達(dá)調(diào)度命令。
h對船只軌跡記錄與查詢。
h對意外情況進(jìn)行報警聯(lián)絡(luò)：船內(nèi)裝有報警開關(guān)，報警開關(guān)一經(jīng)觸發(fā)，用戶可得到其準(zhǔn)確位置，同時，可對其它所有安裝無線通信系統(tǒng)的船只發(fā)送消息，通告出事船只的情況和位置，有效地保障了駕駛員的人身及貨物安全；
h對船只的屬性信息進(jìn)行采集、錄入、統(tǒng)一管理。
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