國(guó)內(nèi)外主流三維軟件系統(tǒng)介紹

1、國(guó)內(nèi)外三維地球軟件漫談500年前，葡萄牙著名的航海家和探險(xiǎn)家麥哲倫從西班牙岀發(fā)，繞過(guò)南美洲，發(fā)現(xiàn)麥哲倫海峽，橫渡太平 洋，環(huán)繞地球一周再到西班牙，完成了人類首次環(huán)球航行。麥哲倫的勇敢的實(shí)踐無(wú)可辯駁地證實(shí)了地圓學(xué) 說(shuō)，為人類揭開(kāi)了地球的神秘面紗，是人類第一次真正發(fā)現(xiàn)了地球”。如果說(shuō)首次環(huán)球航行對(duì)于發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)地球有極大意義，那么如今空間信息技術(shù)的誕生更是賦予了人類前所未有的力量，在掌上翻轉(zhuǎn)地球?？?間信息技術(shù)時(shí)代的來(lái)臨，改變了人們獲取信息的方式，而這種改變比起有史以來(lái)其他任何一種發(fā)現(xiàn)發(fā)明帶 來(lái)的變革都更加的深刻?？臻g信息技術(shù)，又稱為地理空間信息技術(shù)，是遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與通訊技術(shù)

2、、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合集成，是將空間對(duì)地觀測(cè)信息的獲取、處理、分析、應(yīng)用結(jié)為一體的信息技術(shù)體系。人們認(rèn)識(shí)到的空間世界是三維的，因此空間對(duì)地觀測(cè)信息在本質(zhì)上有別于其他信息的顯著特性：地域性（territorial ）、多維結(jié)構(gòu)特性（multidimensional structure ）和動(dòng)態(tài)變化特性（dynamic changes）。如果僅僅 采用傳統(tǒng)二維數(shù)據(jù)描述空間世界，會(huì)有大量多維的空間數(shù)據(jù)無(wú)法得到利用，于是，人們?cè)絹?lái)傾向于研究空 間信息三維可視化系統(tǒng)技術(shù)。與此同時(shí)，二維數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論和技術(shù)的成熟，圖形學(xué)理論、數(shù)據(jù) 庫(kù)理論技術(shù)及其它相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也為三維空間信息技術(shù)的飛速

3、發(fā)展作好了鋪墊。另一方 面，隨著客戶對(duì)于應(yīng)用系統(tǒng)三維功能的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，具有處理三維數(shù)據(jù)能力的三維空間信息技術(shù)日益顯示出強(qiáng)大的生命力。自八十年代末以來(lái)，空間信息三維可視化技術(shù)一直就是業(yè)界的研究熱點(diǎn)，尤其是近幾年，國(guó)內(nèi)外相關(guān) 技術(shù)的研究呈現(xiàn)岀了前所未有壯麗情景。國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)紛紛認(rèn)準(zhǔn)了三維空間技術(shù)的良好發(fā)展勢(shì)頭，進(jìn)行了跨學(xué)科、跨領(lǐng)域合作研究和三維技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了一批各具特色的優(yōu)秀產(chǎn)品。美國(guó)率先推岀了備受 認(rèn)可的 Google Earth、Skyline、Virtual Earth、World Wind、ArcGIS Explorer 等軟件。國(guó)內(nèi)也先后推出了價(jià) 格相對(duì)低廉的類似產(chǎn)品如LT

4、Earth （靈圖）、GeoGlobe （吉奧）、EV-Globe （國(guó)遙新天地）等。當(dāng)前，全球三維空間信息技術(shù)研究領(lǐng)域一片欣欣向榮，但各軟件在產(chǎn)品定位、產(chǎn)品框架上卻有一定的差別。比如， 2007年發(fā)布的EV-Globe （國(guó)遙新天地）v2.0專門針對(duì)國(guó)產(chǎn)軟件面臨的海量三維數(shù)據(jù)分析操作等難題，在與主流GIS平臺(tái)的整合、快速矢量支持、三維分析功能等多方面進(jìn)行了增強(qiáng)。一、國(guó)內(nèi)外主流三維地理信息平臺(tái)介紹Google Earth2004年10月27日Google宣布收購(gòu)了 Key-hole公司，并于2005年6月推出了 Google Earth系列軟件。 Google Earth以三維地球的形式把大量

5、衛(wèi)星圖片、航拍照片和模擬三維圖像組織在一起，使用戶從不同角度瀏覽地球。Google Earth的數(shù)據(jù)來(lái)源于商業(yè)衛(wèi)遙感衛(wèi)星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird ，IKOONOS及法國(guó)SPOTS。全球地貌影像的有效分辨率至少為100米，通常為30米，視角海拔高度（Eye alt）為15公里左右，針對(duì)大城市、著名風(fēng)景區(qū)、建筑物區(qū)域會(huì)提供分辨率為1m和0.6m左右的高精度影像，視角高度（Eye alt）分別約為500米和35O米。目前提供高精度影像的城市集中在北美和歐洲，以及其他 地區(qū)的重要城市。Google Earth客戶端軟件提供了三個(gè)版本：個(gè)人免費(fèi)版、 Plus版、P

6、ro版。另外，GE還 提供了一個(gè)企業(yè)級(jí)的解決方案，用于在企業(yè)內(nèi)部部署 GE應(yīng)用。作為一款功能強(qiáng)大的桌面地球?yàn)g覽器，自推岀至今展現(xiàn)岀了巨大的魅力，征服了無(wú)數(shù)用戶。憑借著其強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力、經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè)提供各種級(jí)別的解決方案，并取得了不俗的業(yè)績(jī)，可以肯定未來(lái)GE在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用廣度、深度都潛力巨大。但是與Virtual Earth、World Wind 樣，Google Earth都還不具備空間分析、大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理的功能。相比之下，全球在這一方面較為出色的是美國(guó)的軟件Skyline和國(guó)內(nèi)軟件EV-Globe。SkylineSkyline Globe Enterprise Solution （Skyli

7、ne globe企業(yè)解決方案）是美國(guó) Skyline公司為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)三維地 理信息提供的企業(yè)級(jí)解決方案。本方案包括了Skyline整套軟件工具，給客戶提供一站式服務(wù)，并開(kāi)放了所有的API，不論是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中還是單機(jī)應(yīng)用，讓用戶能夠根據(jù)自己的需求定制功能，建立個(gè)性化的三維 地理信息系統(tǒng)。自Skyline進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái)，一直積極參與三維數(shù)字城市建設(shè)與三維互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)服務(wù)，得到廣泛的認(rèn)可。主要成功實(shí)例有：中國(guó)數(shù)字海洋系統(tǒng)、公安部警衛(wèi)基礎(chǔ)工作信息系統(tǒng)、數(shù)字深圳三維平臺(tái)、 黃河可視化防汛預(yù)案管理系統(tǒng)、數(shù)字煙臺(tái)三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等等，其中數(shù)字煙臺(tái)三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)獲得了 “2007地理信息系統(tǒng)優(yōu)秀工程金

8、獎(jiǎng)”。I11LKf. . J .* PEV-GlobeEV-Globe是北京國(guó)遙新天地信息技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的三維海量空間信息平臺(tái)。自推出以來(lái)，就廣泛應(yīng) 用于安全監(jiān)督和管理、指揮調(diào)度、資源開(kāi)發(fā)整合、資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)檢查等領(lǐng)域?；谄溲邪l(fā)的遨游天府-四川省三維地理空間信息管理系統(tǒng)”在今年的5 -12汶川大地震后的指揮、救援工作中發(fā)揮了重要的作用。此外，EV-Globe還為國(guó)土資源航空物探遙感中心開(kāi)發(fā)了礦山開(kāi)發(fā)遙感監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，與中石油合作 開(kāi)發(fā)了海外應(yīng)急系統(tǒng)等等。實(shí)踐證明，EV-Globe在海量數(shù)據(jù)瀏覽效率、矢量數(shù)據(jù)的查詢、三維分析功能、安全性等方面相比國(guó)內(nèi)其他同類產(chǎn)品也有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

9、 MHt xx /*r：+：iirWorld WindWorld Wind是由美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署(NASA)阿莫斯研究中心的科研人員開(kāi)發(fā)的開(kāi)放源代碼(Open Source)。World Wind 可以利用 Landsat 7、SRTM、MODIS、GLOBE , Landmark Set 等多顆衛(wèi)星的數(shù) 據(jù)，將Landsat衛(wèi)星的圖像和航天飛機(jī)雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，讓用戶體驗(yàn)三維地球遨游的感覺(jué)。在瀏覽地球的同時(shí)，還提供了月球數(shù)據(jù)，可以對(duì)月球進(jìn)行虛擬的巡航。World Wind能夠?yàn)g覽由Internet上的WMS(Web Mapping Service )提供的圖像。World Wind

10、正在發(fā)布著數(shù)以千兆的全球NASA衛(wèi)星數(shù)據(jù)，這是數(shù)年來(lái)對(duì)降水量、溫度、大氣壓和其他許多數(shù)據(jù)每天觀測(cè)的結(jié)果。World Wind還為公眾提供美國(guó)地質(zhì)助測(cè)局的航拍照片和地形地圖，以及航天飛機(jī)雷達(dá)地形勘測(cè)任務(wù)和Landsat衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。與Google Earth 一樣，World Wind作為可視化三維地球?yàn)g覽平臺(tái)，功能強(qiáng)大，具有三維可視化的能力，采用了先進(jìn)的流傳輸技術(shù)，但World Wind是個(gè)完全免費(fèi)的軟件，主要面向科學(xué)家、研究工作者和學(xué)生群體； 而Google Earth具有較強(qiáng)的商業(yè)性，它的客戶端是面向大眾的，Plus版和Pro版每年分別要付20美元和400美元，免費(fèi)版本被授權(quán)為個(gè)人使用，不能

11、用于工作環(huán)境，而World Wind沒(méi)有任何限制。另外World Wind是完全開(kāi)放的，用戶可以修改World Wind軟件本身，Google Earth目前只開(kāi)放了 API(應(yīng)用程序接口)。GeoGlobe2006年4月武漢武大吉奧公司推岀了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下全球海量無(wú)縫空間數(shù)據(jù)組織、管理與可視化軟件-GeoGlobe，該軟件是由武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的。GeoGlobe包括三部分：GeoGlobe Server、GeoGlobe Builder 和 GeoGlobe Viewer。GeoGlobe Server通過(guò)分布式空間數(shù)據(jù)引擎，管理 所有注冊(cè)的空間數(shù)據(jù)，并提供實(shí)時(shí)多源空間

12、數(shù)據(jù)的服務(wù)功能。GeoGlobe Builder實(shí)現(xiàn)對(duì)海量影像數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和三維城市模型數(shù)據(jù)的高效多級(jí)多層組織，為實(shí)現(xiàn)全球無(wú)級(jí)連續(xù)可視化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。GeoGlobeViewer則裝在客戶端，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取服務(wù)器端數(shù)據(jù)，三維實(shí)時(shí)顯示、查詢、分析。GeoGlobe軟件提供了的二次開(kāi)發(fā)功能，用戶可以根據(jù)應(yīng)用的需要自行設(shè)計(jì)界面，調(diào)用所提供的動(dòng)態(tài)庫(kù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，應(yīng)用十分方亠壬*衛(wèi)T * - -、國(guó)內(nèi)外三維地理信息平臺(tái)對(duì)比近些年，由于政府對(duì)空間信息產(chǎn)業(yè)的重視，加大投入，以及優(yōu)秀人才的參與，國(guó)內(nèi)空間信息技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)內(nèi)企業(yè)順勢(shì)推出的EV-Globe、GeoGlobe等優(yōu)秀產(chǎn)品，雖然起步較晚，產(chǎn)品

13、結(jié)構(gòu)框架還不太完整，在海量數(shù)據(jù)處理能力、三維建模、三維分析、跨平臺(tái)通信、二次開(kāi)發(fā)支持等方面，相比國(guó)外軟 件也有一定的差距。但是，國(guó)產(chǎn)軟件基于國(guó)內(nèi)客戶需求而研發(fā)的先天性，提供的空間信息化解決方案可能 更適合國(guó)內(nèi)客戶；再者，國(guó)產(chǎn)三維地理信息軟件具有更高的安全性，不僅適合國(guó)內(nèi)大型企業(yè)、單位應(yīng)用， 而且能更方便地為各行業(yè)的特定需求開(kāi)發(fā)提供底層技術(shù)支持，擴(kuò)展性能更為強(qiáng)大；此外，國(guó)產(chǎn)三維軟件在 海量數(shù)據(jù)的快速瀏覽、矢量數(shù)據(jù)的查詢和分析等功能方面也領(lǐng)逐步增強(qiáng)，甚至顯現(xiàn)岀優(yōu)于國(guó)外軟件的趨勢(shì)。另外，較高的性價(jià)比也是國(guó)產(chǎn)軟件最為明顯的優(yōu)勢(shì)之一。三維GIS作為GIS的一個(gè)重要發(fā)展方向，其研究范圍涉及數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖

14、形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多門科 學(xué)領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)三維GIS的三維結(jié)構(gòu)、三維建模以及單一領(lǐng)域的應(yīng)用提岀了多種方法和技術(shù)手段?，F(xiàn)有的三維 GIS，例如前面提到的 Google Earth、Skyline等，在三維場(chǎng)景可視化、實(shí)時(shí)漫游等 系統(tǒng)功能方面取得了較好的成果，但是在空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜分析與決策支持方面的能力還較弱，三維空間信 息的網(wǎng)絡(luò)化與標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題也有待進(jìn)一步深化和完善。通過(guò)與虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，三 維GIS能更加真實(shí)、生動(dòng)地表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界，為我們更好地洞察和理解現(xiàn)實(shí)世界提供了更多樣的選擇?？傊?三維信息技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)取得了令人矚目的成就，但是，它還年輕，一切還只是

15、開(kāi)端。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開(kāi)張圣聽(tīng)，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí), 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也 ：，“臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間