WebGIS原理及開發(fā)-基于開源框架的WebGIS技術(shù) 課件11-WebGIS應(yīng)用案例、12-未來展望與研究熱點(diǎn)

基于開源框架的WebGIS技術(shù)WebGIS原理及開發(fā)1.WebGIS概述2.WebGIS基礎(chǔ)技術(shù)3.WebGIS技術(shù)原理4.WebGIS的Web服務(wù)8.OpenLayers進(jìn)階9.移動(dòng)GIS10.三維WebGIS5.地圖發(fā)布6.WebGIS客戶端開發(fā)7.OpenLayers多源數(shù)據(jù)匯聚11.WebGIS應(yīng)用案例12.未來展望與研究熱點(diǎn)第11章WebGIS應(yīng)用案例效果演示11.4概述11.1項(xiàng)目需求分析11.2項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)11.311.1概述WebGIS作為一種通用基礎(chǔ)技術(shù)，目前已經(jīng)應(yīng)用于眾多行業(yè)的信息化建設(shè)中。在這些應(yīng)用中，“一張圖”系列最能反映WebGIS的專業(yè)能力。傳統(tǒng)的時(shí)空“一張圖”以自然資源土地大調(diào)查所形成的遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，整合集成地形地貌、土地利用現(xiàn)狀、礦產(chǎn)資源、規(guī)劃紅線、土地規(guī)劃、礦產(chǎn)規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人口等數(shù)據(jù)，形成含現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃管控?cái)?shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等的可持續(xù)更新的自然資源時(shí)空“一張圖”數(shù)據(jù)體系。智慧城市領(lǐng)域的時(shí)空“一張圖”根據(jù)其服務(wù)對(duì)象不同又被賦予了新的使命，除了要具備傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)整合能力，還需要從構(gòu)建CIM底座的角度考慮系統(tǒng)總體架構(gòu)，以及數(shù)據(jù)流和業(yè)務(wù)流。11.2項(xiàng)目需求分析用戶需求分析專業(yè)用戶一般是指從事測繪、規(guī)劃、地理信息相關(guān)的專業(yè)技術(shù)行業(yè)的相關(guān)科研院所等機(jī)構(gòu)。政務(wù)用戶一般指具有政府管理職能的用戶，可以通過專網(wǎng)或政務(wù)外網(wǎng)訪問系統(tǒng)，根據(jù)不同用戶權(quán)限查看時(shí)空“一張圖”中相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。社會(huì)大眾用戶隨著GIS應(yīng)用的普及，社會(huì)大眾對(duì)時(shí)空“一張圖”的數(shù)據(jù)和應(yīng)用需求也越來越多。11.2項(xiàng)目需求分析業(yè)務(wù)功能需求分析數(shù)據(jù)規(guī)范化組織管理需求時(shí)空“一張圖”的建設(shè)宗旨是整合多源異構(gòu)的時(shí)空數(shù)據(jù)，從空間維度管理數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)，做到科學(xué)地用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)輔助決策。國土空間規(guī)劃輔助支撐需求在國家“多規(guī)合一”的大背景下，時(shí)空“一張圖”通過統(tǒng)籌空間數(shù)據(jù)，不僅輔助用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)國土業(yè)務(wù)的在線化數(shù)據(jù)支撐，還實(shí)現(xiàn)國土資源開發(fā)利用的“天上看、網(wǎng)上管、地上查”的動(dòng)態(tài)監(jiān)管?？臻g信息共享服務(wù)需求為了推進(jìn)國土空間數(shù)據(jù)深入?yún)⑴c服務(wù)城市各行各業(yè)，時(shí)空“一張圖”需要面向國家各部委、省（自治區(qū)）市的自然資源規(guī)劃部門、城市建設(shè)部門、智慧城市管理部門、科研機(jī)構(gòu)以及社會(huì)大眾等用戶提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)。11.3總體設(shè)計(jì)根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容，面向測繪、規(guī)劃、地理信息專業(yè)人員，政府職能部門管理人員，科研人員和社會(huì)大眾提供不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用。用戶層系統(tǒng)應(yīng)用主要是圍繞時(shí)空“一張圖”服務(wù)自然資源和城市建設(shè)領(lǐng)域的通用業(yè)務(wù)功能，以基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)管理、展示、分析等為支撐，構(gòu)建符合國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的行業(yè)應(yīng)用。應(yīng)用層平臺(tái)層是實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)和上層業(yè)務(wù)應(yīng)用有效銜接的紐帶，平臺(tái)支撐能力是整個(gè)信息化平臺(tái)建設(shè)的核心。平臺(tái)層包括GIS/CIM平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)和業(yè)務(wù)中臺(tái)。平臺(tái)層主要集成自然資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和文檔資料數(shù)據(jù)等智慧城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃管控?cái)?shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、城市三維模型數(shù)據(jù)、綜合管線數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)層主要包括信息系統(tǒng)建設(shè)所需要的各類軟硬件基礎(chǔ)設(shè)備，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)陣列、核心網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、防火墻、路由器、核心交換機(jī)、邊界交換機(jī)、網(wǎng)閘等硬件設(shè)施以及部署在物理設(shè)備之上的存儲(chǔ)系統(tǒng)、安全防護(hù)軟件和專線網(wǎng)絡(luò)等。軟硬件基礎(chǔ)層11.3功能設(shè)計(jì)時(shí)空“一張圖”數(shù)據(jù)資源管理二三維一體化展示二維空間分析及輔助制圖三維空間分析空間數(shù)據(jù)管理屬性數(shù)據(jù)管理文檔資料管理空間數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)大屏規(guī)劃成果數(shù)據(jù)展示數(shù)據(jù)融合展示時(shí)空聯(lián)動(dòng)展示三維漫游展示移動(dòng)GIS數(shù)據(jù)展示與應(yīng)用空間疊加分析量算工具文檔資料管理在線輔助繪制編輯空間疊加分析量算工具文檔資料管理在線輔助繪制編輯11.4效果展示——數(shù)據(jù)資源管理數(shù)據(jù)資源管理模塊支持按照數(shù)據(jù)資源目錄進(jìn)行瀏覽、查詢、定位等操作；支持對(duì)相關(guān)文本和圖件進(jìn)行瀏覽查看；滿足多源數(shù)據(jù)的集成瀏覽展示與查詢應(yīng)用需求。用戶可在平臺(tái)上基于地圖空間查看相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)及其版本信息，能夠以列表的形式查看各類數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)信息，以地圖視圖方式預(yù)覽各類空間數(shù)據(jù)信息，并以相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)資源管理空間數(shù)據(jù)管理屬性數(shù)據(jù)管理文檔資料管理數(shù)據(jù)大屏在線專題圖制作11.4效果展示空間數(shù)據(jù)管理采用目錄樹的管理方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、資源調(diào)查數(shù)據(jù)、規(guī)劃管控?cái)?shù)據(jù)、城市三維模型數(shù)據(jù)等多個(gè)專題的空間數(shù)據(jù)的管理，并支持?jǐn)?shù)據(jù)資源的擴(kuò)展?？臻g數(shù)據(jù)顯示效果11.4效果展示屬性數(shù)據(jù)管理屬性數(shù)據(jù)管理模塊的作用是存儲(chǔ)和空間數(shù)據(jù)有關(guān)聯(lián)的屬性表，方便和空間實(shí)體進(jìn)行掛接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的級(jí)聯(lián)查詢，可提供屬性數(shù)據(jù)在線添加、修改、批量上傳、刪除、查詢、下載等功能。文檔資料管理文檔資料管理模塊的作用是通過建立文檔、圖片、視頻等原始數(shù)據(jù)以及各類專題成果圖件的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)時(shí)空資料成果的集中管理。11.4效果展示空間數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)提供屬性篩選查詢、空間范圍查詢等查詢方式，并可對(duì)查詢結(jié)果按不同維度進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)并輸出統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過設(shè)定查詢字段和查詢信息，得到滿足查詢條件的結(jié)果，還能在地圖上進(jìn)行定位?？臻g數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)示例11.4效果展示數(shù)據(jù)大屏結(jié)合GIS的空間分布展示能力，配合各種樣式和專業(yè)統(tǒng)計(jì)圖，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖表、地圖的三者聯(lián)動(dòng)，并根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行級(jí)聯(lián)鉆取，達(dá)到信息高度匯總和一屏展全貌的用戶體驗(yàn)。數(shù)據(jù)大屏的效果11.4效果展示——二三維一體化展示時(shí)空“一張圖”基于國家統(tǒng)一的測繪基準(zhǔn)和測繪系統(tǒng)（如CGCS2000），在二三維數(shù)據(jù)成果的基礎(chǔ)上，完善數(shù)據(jù)目錄結(jié)構(gòu)，同時(shí)針對(duì)不同專題、不同部門需求，實(shí)現(xiàn)了多種成果數(shù)據(jù)的集中展示。二三維一體化展示規(guī)劃成果數(shù)據(jù)展示數(shù)據(jù)融合展示時(shí)空聯(lián)動(dòng)展示移動(dòng)GIS數(shù)據(jù)展示與應(yīng)用三維漫游展示11.4效果展示規(guī)劃成果數(shù)據(jù)展示以服務(wù)城市規(guī)劃管理為導(dǎo)向，對(duì)時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、資源調(diào)查數(shù)據(jù)、規(guī)劃管控?cái)?shù)據(jù)、城市三維模型數(shù)據(jù)等資源進(jìn)行統(tǒng)一展示、查詢。規(guī)劃成果數(shù)據(jù)展示效果11.4效果展示數(shù)據(jù)融合展示數(shù)據(jù)融合展示是指基于時(shí)空“一張圖”中匯聚的各種空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行的二維、三維集成展示。時(shí)空“一張圖”不僅可管理地圖服務(wù)、SHP、CAD、KML等二維數(shù)據(jù)，還支持將傾斜攝影測量數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)等直接加載到三維場景中作為圖層進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)融合展示效果11.4效果展示時(shí)空聯(lián)動(dòng)展示時(shí)空聯(lián)動(dòng)展示可對(duì)不同時(shí)期的數(shù)據(jù)進(jìn)行分屏展示，實(shí)現(xiàn)時(shí)空數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)展示，可設(shè)置分屏數(shù)量，以及需要分屏的數(shù)據(jù)圖層信息，最終在時(shí)空“一張圖”中顯示多圖層分屏的顯示效果。時(shí)空聯(lián)動(dòng)展示效果11.4效果展示三維漫游展示支持手動(dòng)和自動(dòng)兩種漫游方式，用戶可以利用鍵盤自由地進(jìn)行漫游，也可以基于已設(shè)定的漫游參數(shù)（如路徑、視點(diǎn)等）進(jìn)行自動(dòng)漫游。移動(dòng)GIS數(shù)據(jù)展示與應(yīng)用效果移動(dòng)GIS數(shù)據(jù)展示與應(yīng)用基于移動(dòng)終端的操作習(xí)慣來配置移動(dòng)GIS功能，為自然資源調(diào)查、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、外業(yè)調(diào)繪、內(nèi)外業(yè)協(xié)同等應(yīng)用提供移動(dòng)地圖支撐，實(shí)現(xiàn)桌面端與Web端協(xié)同。11.4效果展示——二維空間分析及輔助制圖基于WebGIS的二維空間分析，主要通過空間疊加分析、空間量測、空間插值等來滿足大多數(shù)用戶的基礎(chǔ)空間分析應(yīng)用需求，同時(shí)通過基于WebGIS的繪圖編輯功能對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行編輯和整飾，使分析結(jié)果所表達(dá)的內(nèi)容更加豐富和完整。二維空間分析及輔助制圖空間疊加分析量算工具在線輔助繪制編輯在線專題圖制作11.4效果展示疊加分析疊加分析是二維空間分析中常用的功能，基于分析要素之間的空間位置關(guān)系，進(jìn)行幾何計(jì)算，也可以對(duì)要進(jìn)行疊加分析的各要素賦予一定的權(quán)重，進(jìn)行專業(yè)分析評(píng)價(jià)，得出評(píng)價(jià)分析專題圖。疊加分析效果11.4效果展示量算工具量算作為GIS的基礎(chǔ)功能之一，可輔助用戶在二維空間中進(jìn)行準(zhǔn)確的測量?；诙S空間的量算工具可實(shí)現(xiàn)距離量算、面積計(jì)算、角度計(jì)算等多種空間量算功能。量算工具條距離量算示例11.4效果展示在線專題圖制作在線專題圖制作是指通過在線的二維地圖視窗直接訪問、加載資源并在線制作自己的專題地圖。分級(jí)專題圖制作示意圖11.4效果展示在線輔助繪制編輯通過時(shí)空“一張圖”，可在地圖中繪制各種輔助圖形，包括點(diǎn)、線、矩形、多邊形、圓形、扇區(qū)和注記等，方便用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求靈活地管理GIS專題數(shù)據(jù)，豐富各類數(shù)據(jù)圖層和分析成果的內(nèi)容表達(dá)。在線輔助繪制編輯效果與二維平面分析相比，三維空間分析具有更加全面的分析維度和更加直觀生動(dòng)的用戶體驗(yàn)；基于三維空間視圖，研究空間目標(biāo)的分布規(guī)律、分析不同空間地理對(duì)象之間的交疊關(guān)系及可能的內(nèi)在聯(lián)系，展示更加詳盡易懂的分析結(jié)果。三維空間分析可視域分析日照分析天際線分析淹沒分析限高分析11.4效果展示——三維空間分析11.4效果展示可視域分析可視域分析是三維空間分析中非常重要的一項(xiàng)功能，通過可視域分析可以得到三維空間中某個(gè)位置可視范圍的分布情況。可視域分析的效果（深色框?yàn)椴豢梢暦秶?，淺色框?yàn)榭梢暦秶?1.4效果展示日照分析基于二三維一體化的可視化環(huán)境，結(jié)合日照分析模型，呈現(xiàn)高度仿真的推演模擬效果，直觀、科學(xué)、便捷、精確地賦能城市規(guī)劃業(yè)務(wù)。日照分析效果11.4效果展示天際線分析基于三維數(shù)字地球技術(shù)，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)、城市建筑模型數(shù)據(jù)，采用交互式視角，天際線分析功能可進(jìn)行多源空間三維模型的外包輪廓分析，并將結(jié)果進(jìn)行組合呈現(xiàn)。天際線分析效果11.4效果展示限高分析限高分析是指分析建筑物是否超過城市規(guī)劃中目標(biāo)建筑所在區(qū)域規(guī)定的限制高度，并在超出限制高度的情況下提取相關(guān)的信息進(jìn)行反饋。限高分析效果11.4效果展示淹沒分析以DEM為基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)，在高精度DEM的支持下，考慮地域的連通性和坡度的大小，按照洪水順著相鄰的區(qū)域漫延、坡度越陡越容易被先淹沒的原則對(duì)視域范圍內(nèi)的區(qū)域逐級(jí)填洼，輔以時(shí)間軸來模擬整個(gè)淹沒過程。分級(jí)專題圖制作示意圖淹沒分析效果歡迎提問基于開源框架的WebGIS技術(shù)WebGIS原理及開發(fā)1.WebGIS概述2.WebGIS基礎(chǔ)技術(shù)3.WebGIS技術(shù)原理4.WebGIS的Web服務(wù)8.OpenLayers進(jìn)階9.移動(dòng)GIS10.三維WebGIS5.地圖發(fā)布6.WebGIS客戶端開發(fā)7.OpenLayers多源數(shù)據(jù)匯聚11.WebGIS應(yīng)用案例12.未來展望與研究熱點(diǎn)第12章未來展望與研究熱點(diǎn)未來展望12.1研究熱點(diǎn)12.2無處不在的WebGIS12.3大模型助力WebGIS12.4第1章WebGIS概述了解WebGIS的未來展望了解WebGIS的研究熱點(diǎn)了解無處不在的WebGIS了解大模型與WebGIS學(xué)習(xí)目標(biāo)12.1未來展望移動(dòng)性許多國家都在積極研究如何改進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)，如美國NGI、GENI、FIND；日本NXGN、NWGN；歐洲FIRE；中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程等研究項(xiàng)目。未來網(wǎng)絡(luò)將具有更高的傳輸速率和更多的IP地址。IPv6將有助于物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市和智慧地球的實(shí)現(xiàn)，智能手機(jī)、汽車、冰箱和傳感器網(wǎng)絡(luò)等所有移動(dòng)設(shè)備和傳感器，每個(gè)物體都可以有一個(gè)唯一的IP地址，便于它們接入互聯(lián)網(wǎng)，并便于人們對(duì)它們進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在移動(dòng)通信領(lǐng)域，5G的上傳和下載速率得到了巨大提升；在空間覆蓋率方面，無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積也將進(jìn)一步擴(kuò)大。這些技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展將為WebGIS的應(yīng)用提供更快、更便捷的應(yīng)用服務(wù)。1．更快更具移動(dòng)性12.1未來展望2．更加注重用戶體驗(yàn)用戶體驗(yàn)WebGIS新技術(shù)的應(yīng)用在用戶體驗(yàn)和服務(wù)上更具人性化和智慧化，同時(shí)也更具安全性。下一代WebGIS將融入?yún)^(qū)塊鏈、數(shù)字版權(quán)等技術(shù)，大大加強(qiáng)GIS數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的安全性、可控制性和可管理性，提供給用戶的不僅僅是數(shù)字化的界面、影像、多媒體等，還具有界面美觀、操作流暢、傻瓜式等特點(diǎn).讓用戶感到能用、好用、想用、易用、有用，還能解決實(shí)際問題。3．提供沉浸式應(yīng)用場景沉浸式應(yīng)用隨著物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生和元宇宙技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，AR、VR等可穿戴設(shè)備將與WebGIS進(jìn)行融合；這在基于三維模型和實(shí)景現(xiàn)實(shí)環(huán)境的規(guī)劃、追蹤、查找、控制、顯示和管理等方面都有重要的價(jià)值，將有助于實(shí)現(xiàn)智能化的智慧城市應(yīng)用和個(gè)人用戶的沉浸式應(yīng)用享受。12.1未來展望4．更加社交化、智能化社交化、智能化用戶不再僅是單純地接收來自網(wǎng)站的信息，更可以發(fā)表自己的“聲音”。用戶可以發(fā)朋友圈、微博、評(píng)論，對(duì)地圖進(jìn)行標(biāo)注等。采用“眾包”的方式，積累數(shù)據(jù)，發(fā)展WebGIS應(yīng)用。未來的WebGIS更社交化，和抖音、快手、微信和微博等把老師、同學(xué)、同事、家人、朋友和業(yè)務(wù)伙伴等聯(lián)系起來一樣，WebGIS將形成一個(gè)社會(huì)人際網(wǎng)絡(luò)，人們以此聯(lián)絡(luò)感情、促進(jìn)合作。未來的WebGIS更智能化。未來的WebGIS融合了語義網(wǎng)和人工智能技術(shù)，能夠理解網(wǎng)絡(luò)上的人類自然語言。在語義網(wǎng)中，詞語的意思（語義）是被預(yù)先標(biāo)識(shí)過的，軟件可以準(zhǔn)確地理解萬維網(wǎng)中每個(gè)詞語的意思，并可對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化的智能處理。。12.1未來展望5．虛擬與現(xiàn)實(shí)融合更加廣泛融合更廣泛WebGIS可以把現(xiàn)實(shí)世界構(gòu)建在虛擬地球上，用戶可以在虛擬環(huán)境中完成真實(shí)的工作。在虛擬地球中可以添加用戶的化身以及化身之間的行為規(guī)則，并且化身能與虛擬地球進(jìn)行交互、融合。例如，應(yīng)急人員可以在與真實(shí)城市場景極為相似的、虛擬的交通事故和大規(guī)模爆炸中進(jìn)行災(zāi)害應(yīng)對(duì)的演習(xí)，坐在辦公室里就能模擬駕駛直升機(jī)去參加營救，真實(shí)體驗(yàn)事故現(xiàn)場的情形，與其他同事進(jìn)行協(xié)同。用戶坐在家里，在虛擬而又真實(shí)的城市里穿梭，虛擬購物，瀏覽和購買商品。敲開朋友家的房門，訪問交談，通過帶有反作用力的手套與他們握手和擁抱。這些在WebGIS應(yīng)用領(lǐng)域中都充滿了潛力。12.1未來展望6．“無所不能”的WebGIS無所不能未來的WebGIS將更普及，連接更多人，不管他們在家中、辦公室中或旅途中，還是在繁華的城市或?qū)庫o的鄉(xiāng)村。在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈和元宇宙技術(shù)的支持下，WebGIS的應(yīng)用將會(huì)無所不在，融合的數(shù)據(jù)類型以及承載的介質(zhì)都會(huì)更加社會(huì)化和生活化，如人們可以用聲音來上網(wǎng)、與網(wǎng)上的WebGIS應(yīng)用程序進(jìn)行交互。12.2研究熱點(diǎn)大數(shù)據(jù)與GIS大數(shù)據(jù)具備體量大、變化快、種類多和價(jià)值密度低等特征。大數(shù)據(jù)區(qū)別于單純海量數(shù)據(jù)，可分析挖掘出有價(jià)值的信息和規(guī)律，輔助決策，甚至預(yù)測未來。大數(shù)據(jù)GIS對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)與GIS技術(shù)進(jìn)行深度融合，把GIS的核心能力嵌入到大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)框架之內(nèi)，并打造出完整的大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)體系。大數(shù)據(jù)GIS已經(jīng)成為連接空間大數(shù)據(jù)與行業(yè)應(yīng)用的橋梁，與當(dāng)前的業(yè)務(wù)平臺(tái)或系統(tǒng)進(jìn)行融合。內(nèi)置分布式技術(shù)和流數(shù)據(jù)技術(shù)的大數(shù)據(jù)GIS將取代傳統(tǒng)GIS，成為GIS軟件的新標(biāo)配。12.2研究熱點(diǎn)1．大數(shù)據(jù)與GISAI與GIS人工智能（AI）和地理信息系統(tǒng)（GIS）之間有很多交叉點(diǎn)和互補(bǔ)性。一方面，AI可以用于地圖的自動(dòng)化制作、地理數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測、GIS的優(yōu)化和改進(jìn)等方面。另一方面，GIS也可以為AI提供重要的數(shù)據(jù)支持和應(yīng)用場景。12.2研究熱點(diǎn)2．AI與GIS元宇宙與GIS元宇宙場景需要一個(gè)虛擬的、孿生的世界，這就需要把真實(shí)的地理空間映射到虛擬空間，三維GIS可實(shí)現(xiàn)地理空間映射。三維GIS是元宇宙的地理空間映射基礎(chǔ)，三維GIS和游戲引擎（如Unity和UnrealEngine）的技術(shù)融合，是元宇宙在地理空間映射的一個(gè)抓手，可以打造數(shù)字元宇宙系統(tǒng)。三維GIS+游戲引擎可動(dòng)態(tài)加載大規(guī)模、多源異構(gòu)的GIS數(shù)據(jù)，包括手工建模數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)、地質(zhì)模型數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)等，為游戲引擎提供具備真實(shí)地理坐標(biāo)的三維地理底圖。不僅可以在游戲引擎中查詢真實(shí)地物的屬性信息，還可以進(jìn)行模型的實(shí)時(shí)剖切分析和開挖分析。另外，基于游戲引擎可以擴(kuò)展GIS分析工具，如通視分析、可視域分析等，通過這些實(shí)用的數(shù)據(jù)處理和操作工具，可為城市規(guī)劃、智慧城市、數(shù)字孿生城市等提供決策支持。12.2研究熱點(diǎn)3．元宇宙與GISAR、VR與GIS虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）是一種讓用戶與計(jì)算機(jī)模擬的環(huán)境進(jìn)行交互的技術(shù)，計(jì)算機(jī)模擬的環(huán)境可以是對(duì)真實(shí)世界的模擬，也可以是虛擬的世界。早期的VR需要高端的顯卡和高端的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)今，大多數(shù)計(jì)算機(jī)都具備了運(yùn)行一定VR軟件的能力，VR文件標(biāo)準(zhǔn)也從虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言發(fā)展到可擴(kuò)展的三維語言?，F(xiàn)在，許多VR應(yīng)用程序都能夠在Web瀏覽器和手機(jī)客戶端中流暢地運(yùn)行，形成在線虛擬現(xiàn)實(shí)，例如：在線虛擬地球：用戶可以從不同方位和高度觀察地球的三維表面。用戶能夠進(jìn)入三維物體內(nèi)部的虛擬環(huán)境：三維建筑、管道和房屋的內(nèi)部。高端專用虛擬現(xiàn)實(shí)：調(diào)動(dòng)多重感覺，如視覺、聽覺和觸覺；使用者通過佩戴特殊的眼鏡、頭盔和手套，可達(dá)到更逼真的沉浸效果，如飛行、軍事訓(xùn)練和多軍種實(shí)戰(zhàn)演習(xí)系統(tǒng)。12.2研究熱點(diǎn)4．AR、VR與GISAR、VR與GIS在線增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AugmentedReality，AR）與VR、三維GIS、互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用密切相關(guān)。虛擬的地理環(huán)境可以是全球、區(qū)域或社區(qū)級(jí)別的。虛擬的地理環(huán)境需要高程數(shù)據(jù)、地面影像數(shù)據(jù)、地理要素?cái)?shù)據(jù)和三維模型數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在服務(wù)器中經(jīng)過預(yù)處理后能夠通過網(wǎng)絡(luò)下載到客戶端。萬維網(wǎng)不僅將虛擬現(xiàn)實(shí)軟件和數(shù)據(jù)從服務(wù)器傳輸?shù)娇蛻舳?，它還是用戶建立虛擬社會(huì)、進(jìn)行協(xié)同和交互的平臺(tái)。例如：成千上萬的用戶注冊了虛擬世界，用戶可以在其中進(jìn)行交互，并與其他用戶發(fā)生社會(huì)關(guān)系。在線AR與VR在社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、商業(yè)、市場營銷、娛樂教育及軍事等領(lǐng)域，具有巨大的應(yīng)用潛力。12.2研究熱點(diǎn)4．AR、VR與GIS（1）BIM與GIS建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)作直到終結(jié)的建筑全生命周期，將各類信息整合在一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫中。在市政領(lǐng)域中，BIM技術(shù)通常用于道路、橋梁和隧道等設(shè)施，側(cè)重于精細(xì)化管理。GIS技術(shù)側(cè)重于地理空間環(huán)境信息的宏觀表達(dá)，能夠完善城市級(jí)BIM大場景展示。利用BIM這個(gè)高度集成的三維模型，可極大地提高建筑工程的信息化水平，提供一個(gè)工程信息交換和共享的平臺(tái)。通過BIM技術(shù)和GIS技術(shù)的融合，可以使BIM的應(yīng)用范疇從單一化建筑物擴(kuò)展到建筑群、道路、隧道、鐵路、港口、水電等工程領(lǐng)域。BIM+GIS在城市和景觀規(guī)劃、智慧城市建設(shè)、城市微環(huán)境分析、市政管網(wǎng)管理、建筑設(shè)計(jì)、災(zāi)害管理、室內(nèi)外導(dǎo)航等諸多領(lǐng)域提供了預(yù)測規(guī)劃、仿真推演和決策支撐，可提高資源整合能力，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的全生命周期管理。12.2研究熱點(diǎn)5．BIM、CIM與GIS（2）CIM與GIS城市信息模型（CityInformationModel，CIM）是以城市信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的三維城市空間模型和城市信息的有機(jī)綜合體。CIM是大場景的GIS數(shù)據(jù)、小場景的BIM數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的有機(jī)結(jié)合。CIM將數(shù)據(jù)顆粒度精準(zhǔn)到城市建筑物內(nèi)部的單獨(dú)模塊，將靜態(tài)的傳統(tǒng)式數(shù)字城市加強(qiáng)為可感知的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的、虛實(shí)交互的智慧城市，為城市綜合管理和精細(xì)化治理提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支撐。CIM的實(shí)現(xiàn)離不開城市基礎(chǔ)信息（包括建筑模型、建筑個(gè)體、交通、土地等信息），建筑內(nèi)部信息（主要是建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的建筑部件信息，如材質(zhì)、建造年限、造價(jià)、運(yùn)維等信息）。CIM可根據(jù)使用者的權(quán)限提供安防、運(yùn)維等服務(wù)，BIM、CIM、GIS三者可以說是相輔相成、相對(duì)應(yīng)呼應(yīng)而生的。12.2研究熱點(diǎn)5．BIM、CIM與GIS（3）從CIM到數(shù)字孿生數(shù)字孿生是指充分利用物理模型數(shù)據(jù)、傳感器更新數(shù)據(jù)、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)等，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。近些年來在城市建設(shè)的過程中，CIM通過BIM、三維GIS、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、IoT等智能化、先進(jìn)數(shù)字技術(shù)，同步生成與實(shí)體城市孿生的數(shù)字城市，實(shí)現(xiàn)城市從規(guī)劃、建設(shè)到管理的全流程、全要素、全方位的數(shù)字化、在線化和智能化，更新城市面貌，重塑城市基礎(chǔ)設(shè)施。CIM是數(shù)字孿生城市的基礎(chǔ)核心，通過CIM的可擴(kuò)展性可以連接人口、房屋、住戶水電燃?xì)庑畔ⅰ卜谰瘎?wù)數(shù)據(jù)、交通信息旅游資源信息、公共醫(yī)療等眾多城市公共系統(tǒng)的信息資源，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)應(yīng)用集成、跨部門信息共享，支撐數(shù)字孿生城市的決策分析。12.2研究熱點(diǎn)5．BIM、CIM與GIS傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)與GIS根據(jù)OGC的定義，傳感器網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)由眾多傳感器及其所測量的數(shù)據(jù)所構(gòu)成的，可以通過萬維網(wǎng)和應(yīng)用程序接口來查找和訪問的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)特別是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)字地球與人類社會(huì)和物理系統(tǒng)的整合。GIS技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)，把物聯(lián)對(duì)象整合到統(tǒng)一的空間平臺(tái)上，與物聯(lián)對(duì)象進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)智能化的物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建智慧地球、智慧城市、智慧社區(qū)和智慧家庭。12.2研究熱點(diǎn)6．傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)與GIS云計(jì)算云計(jì)算是指一種信息技術(shù)資源交付和使用模式，它提供了一個(gè)方便的、按需使用的、可配置的計(jì)算資源池（如網(wǎng)絡(luò)帶寬、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用程序和服務(wù)等），這些資源可根據(jù)使用量而進(jìn)行伸縮，不需要租用者過多地干預(yù)。云計(jì)算具有以下五項(xiàng)基本特征：（1）按需自助服務(wù)（2）廣泛的網(wǎng)絡(luò)訪問（3）與地理位置無關(guān)的資源池（4）快速彈性伸縮（5）服務(wù)計(jì)費(fèi)。12.2研究熱點(diǎn)7．云計(jì)算與GIS云計(jì)算服務(wù)模式云計(jì)算可以提供一種或多種模式的服務(wù)，如：（1）軟件即服務(wù)（SaaS）（2）平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）（3）設(shè)施即服務(wù)（IaaS）（4）數(shù)據(jù)即服務(wù)（DaaS）（5）模型即服務(wù)（MaaS）12.2研究熱點(diǎn)7．云計(jì)算與GIS云GIS產(chǎn)品云GIS是指通過云計(jì)算技術(shù)提供GIS功能。云GIS也具有上述五個(gè)基本特征和三種服務(wù)模式。云GIS可提供多種形式的產(chǎn)品，如：（1）部署在云中的GIS服務(wù)器：專供在云計(jì)算環(huán)境中安裝GIS服務(wù)器的計(jì)算機(jī)映像。（2）云GIS兼具PaaS、IaaS和SaaS三種模式。云GIS提供了豐富的數(shù)據(jù)和服務(wù)資源，包括多種底圖、專題圖和地理處理服務(wù)，還包括眾多用戶自己的多源數(shù)據(jù)、地圖和其他類型的Web服務(wù)。（3）用戶不需要本地的GIS軟件，只需要Web瀏覽器就可以把這些數(shù)據(jù)文件上傳到云GIS中，并發(fā)布成應(yīng)用或服務(wù)。12.2研究熱點(diǎn)7．云計(jì)算與GIS游戲引擎與GIS游戲引擎憑借強(qiáng)大的場景渲染能力成為數(shù)字孿生場景渲染的重要支撐技術(shù)，各大廠家基于游戲引擎進(jìn)行了多元化的案例探索。在三維GIS中應(yīng)用游戲引擎可解決數(shù)字世界加載和渲染問題，可以基于強(qiáng)大的三維地理空間分析能力，實(shí)現(xiàn)游戲級(jí)的渲染效果，讓GIS場景更真實(shí)、更炫、更酷。可以將三維GIS的數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析能力擴(kuò)展至三維游戲引擎（如UnrealEngine和Unity）。深度融合GIS技術(shù)與游戲引擎技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)各種三維空間分析和空間查詢能力，滿足數(shù)字孿生對(duì)GIS和可視化的雙重需求。12.2研究熱點(diǎn)8．游戲引擎與GIS12.3無處不在的WebGIS無處不在的WebGIS廣泛應(yīng)用，無縫融入WebGIS在未來將被進(jìn)一步廣泛應(yīng)用，通過有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算和普適計(jì)算，借助計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦、數(shù)字大屏、可穿戴設(shè)備和將來出現(xiàn)的其他設(shè)備，與我們形影相隨，把你