GIS的可視化應(yīng)用學(xué)習(xí)課程

1、 地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展。 廣泛應(yīng)用：資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。第1頁/共21頁第一頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分?？梢暬瘧?yīng)用 以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，實風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，實現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型工程管理和城市和區(qū)域規(guī)劃、大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。仿真、

2、旅游等領(lǐng)域。第2頁/共21頁第二頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。龍巖學(xué)院普通地圖第3頁/共21頁第三頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。龍巖學(xué)院衛(wèi)星地圖看上去更加直觀第4頁/共21頁第四頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。5數(shù)字城市三維可視化系統(tǒng) 一、概一、概 述述開展數(shù)字城市三維地理信息系統(tǒng)的研究，將三維可視化和信息查詢與管理技術(shù)應(yīng)用于開展數(shù)字城市三維地理信息系統(tǒng)的研究，將三維可視化和信息查詢與管理技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字城市建設(shè)數(shù)字城市建設(shè)中，使得人們對城市景觀現(xiàn)狀和規(guī)劃設(shè)計的描述擺脫基于二維地圖和三中，使得人們對城市景觀現(xiàn)狀和規(guī)劃設(shè)計的描述擺脫基于二維地圖和三維實物模型的表現(xiàn)方式，代之以

3、維實物模型的表現(xiàn)方式，代之以計算機(jī)三維空間計算機(jī)三維空間表現(xiàn)形式，使得決策者、設(shè)計師和用表現(xiàn)形式，使得決策者、設(shè)計師和用戶對城市景觀現(xiàn)狀和規(guī)劃設(shè)計藍(lán)圖有戶對城市景觀現(xiàn)狀和規(guī)劃設(shè)計藍(lán)圖有生動、直觀的了解和更深刻的認(rèn)識生動、直觀的了解和更深刻的認(rèn)識，從而拓寬城，從而拓寬城市規(guī)劃、設(shè)計和管理人員的視角，使城市規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計更加科學(xué)化，對于城市市規(guī)劃、設(shè)計和管理人員的視角，使城市規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計更加科學(xué)化，對于城市可持續(xù)發(fā)展研究有重要意義?？沙掷m(xù)發(fā)展研究有重要意義。 第5頁/共21頁第五頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。從技術(shù)角度上講，數(shù)字城市系統(tǒng)可以看成是GIS系統(tǒng)的擴(kuò)充與發(fā)展，因此GIS

4、技術(shù)是數(shù)字城市建設(shè)最關(guān)鍵的技術(shù)之一。傳統(tǒng)的2D GIS由于其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與表現(xiàn)形式的局限性，使得3D GIS正逐步取代2D GIS，成為數(shù)字城市建設(shè)的重要組成部分。三維可視化作為3D GIS的重要組成部分，它也是3D GIS區(qū)別于2D GIS的重要特征之一。第6頁/共21頁第六頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。功能模塊劃分?jǐn)?shù)字城市三維可視化系統(tǒng)主要包含:第7頁/共21頁第七頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。（1）三維數(shù)據(jù)采集與管理模塊 與商業(yè)建模軟件3dsMax的數(shù)據(jù)接口和GIS軟件的數(shù)據(jù)接口。 支持多種圖像格式的紋理庫和三維模型庫管理。 城市空間與屬性數(shù)據(jù)庫管理。 三維場景編輯功能，如交

5、互式刪除、移動、載入三維模型和粘貼紋理。(2)模型重建模塊 三維地形模型重建。 規(guī)則建筑物模型重建。 基于圖像的復(fù)雜實體（花、草、樹木、路燈和柵欄等）的三維重建。 二維GIS數(shù)據(jù)的三維重建。如管網(wǎng)、電力線等。 三維注記第8頁/共21頁第八頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。(3)三維顯示模塊 三維場景的任意縮放、平移、旋轉(zhuǎn)和視點(diǎn)變換和不同投影方式選擇。 設(shè)定速度、高度，沿指定路徑漫游或用戶交互式控制漫游路徑和視角。 使用LOD算法改善場景繪制品質(zhì)，加快用戶在場景中的漫游速度。 利用碰撞檢測技術(shù)為用戶在漫游過程中制造高度沉浸感。 利用二維導(dǎo)航圖進(jìn)行三維場景導(dǎo)航4)特效生成模塊 城市景觀視頻立體

6、顯示。 三維景觀的視頻立體顯示。 光源交換，光照效果分析。 利用紋理變換技術(shù)模擬煙霧、云彩、火焰等效果。 利用粒子系統(tǒng)技術(shù)模擬噴泉、瀑布等效果。 霧化效果生成。 第9頁/共21頁第九頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。(5)信息查詢與分析 實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)到屬性數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)到空間數(shù)據(jù)的雙向查詢。 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的交互式編輯。 坐標(biāo)查詢。 量測工具（空間測距、距離量測等）。 水淹分析。 通視分析。(6)輸出模塊 三維動畫輸出（AVI視頻錄制）。 三維圖輸出（BMP場景屏幕抓圖）。 向其它系統(tǒng)輸出技術(shù)難點(diǎn)：目前，制約3D GIS發(fā)展的關(guān)鍵在于3維空間數(shù)據(jù)和空間關(guān)系的復(fù)雜性，完善的空間數(shù)據(jù)模型在實際應(yīng)用

7、過程中難以實現(xiàn)，因此，設(shè)計一種適合數(shù)字城市可視化與信息查詢系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)模型對于數(shù)字城市的建立和應(yīng)用具有重要意義。第10頁/共21頁第十頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。可視化的模型圖第11頁/共21頁第十一頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分?？梢暬膽?yīng)用第12頁/共21頁第十二頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。直觀的觀看地形圖，對于規(guī)劃、測量方案的設(shè)計等十分方便。第13頁/共21頁第十三頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。，如果去大城市玩，你的地圖是這樣的，你還會怕迷路，找不到地方去玩嗎?可視化城市第14頁/共21頁第十四頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。如果你開車時的導(dǎo)航界

8、面是這樣的話？是不是覺得不怕迷路呢？第15頁/共21頁第十五頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。應(yīng)用于博物館的宣傳展示第16頁/共21頁第十六頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。Phoeco 從德國引進(jìn)的3D-GIS系統(tǒng)由三個相互獨(dú)立的子系統(tǒng)構(gòu)成：Oracle 空間數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器處理程序和客戶端瀏覽/編輯構(gòu)件。有著如下優(yōu)點(diǎn):1.立體可視化(直觀而且真實)2.動態(tài)可視性( 以流文件動態(tài)形式播放)3.交互性(客戶端可直接控制信息提取)4.可移植性（在不同平臺上運(yùn)行）5.可擴(kuò)展性（保證工程前后期的連貫性）6.可繼承性（類似目標(biāo)文件的并歸及統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理）7.可嵌入性（開放式接口，保證嵌入其他軟件

9、系統(tǒng)的便利，如：公共管理）8.可加載性（熱點(diǎn)標(biāo)志可以以對象形式加載在基本地圖上）9.可量化性（服務(wù)的質(zhì)量可根據(jù)用戶要求，用戶指數(shù)，圖像參數(shù)等變化）第17頁/共21頁第十七頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。 Phoeco 3D GIS可以完全以立體方式顯示地質(zhì)地 貌,海拔高度,可以結(jié)合計算工具輕易地給出相應(yīng)的數(shù)據(jù),比如在洪水的水位,和可能蔓延到的區(qū)域,測量工具：量算功能可以提供鼠標(biāo)方式進(jìn)行高度，距離、方位（角度）、面積，體積的量算，并可以根據(jù)設(shè)置的坐標(biāo)單位獲得不同計算單位的量算結(jié)果。 第18頁/共21頁第十八頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。水流域分析3D圖第19頁/共21頁第十九頁，編輯于星期五：二十一點(diǎn) 二十七分。3