_数字地球_中的三维GIS技术

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GIS名词解释解答题论述题《地理信息系统》

GIS名词解释解答题论述题《地理信息系统》

1、信息:信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征,从而向人们(或系统)提供关于现实世界新的事实和知识,作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

2、数据:通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号,是用以载荷信息的物理符号,在计算机化的地理信息系统中,数据的格式往往和具体的计算机系统有关,随载荷它的物理设备的形式而改变。

3、地理信息:是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识,它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。

4、地理信息系统(GIS , Geographic Information System)是在计算机硬、软件系统支持下,对现实世界(资源与环境)的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统5、元数据:一般认为是“关于数据的数据”6、空间数据用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其便捷的信息。

7、数据结构即指数据组织的形式,是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。

8、栅格数据结构就是像元阵列,每个像元的行列号确定位置,用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。

每个栅格单元只能存在一个值。

9、矢量数据结构是通过记录坐标的方式,尽可能地将点、线、面地理实体表现得精确无误。

其坐标空间假定为连续空间,不必象栅格数据结构那样进行量化处理。

10、DEM:即数字高程模型,是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟(即地表形态的数字化表示),它是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟。

11、DTM:即数字地面模型,是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示,或者说,DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

构建数字地球的关键技术与流程解析

构建数字地球的关键技术与流程解析

构建数字地球的关键技术与流程解析近年来,信息技术的飞速发展催生了一个全新的概念——数字地球。

数字地球是一种通过将地球上所有的物理空间和信息空间进行数字化整合,从而实现全球的信息共享、智能决策和可持续发展的概念。

构建数字地球的实现离不开一系列关键技术和流程的支持。

一、地理信息系统(GIS)地理信息系统是数字地球的基础。

它是将地理空间数据与属性数据进行整合的一种信息处理系统。

通过GIS,我们可以将地球上的所有空间信息进行数字化,实现对地理现象的深入分析和管理。

GIS技术的关键是地理数据采集、处理和可视化。

通过现代测绘技术、无人机遥感技术和卫星遥感技术等手段,我们能够快速获取地理数据,然后通过空间数据分析、数据挖掘和数据可视化等技术手段,将这些数据以图形、表格等形式进行呈现,实现对地球上的各种地理现象的深入研究。

二、人工智能与大数据数字地球的建设需要处理和分析海量的数据。

而人工智能和大数据技术的发展为处理和分析数据提供了强有力的支持。

大数据技术能够帮助我们从海量数据中提取有价值的信息,进行数据建模和预测。

而人工智能技术则可以模拟人类的思维和决策过程,帮助我们做出智能化的决策。

例如,在数字地球中,我们可以通过大数据技术对全球气象数据进行收集和分析,进而实现对天气预测的精确度提升;同时,通过人工智能技术,我们能够模拟气象专家的决策过程,从而实现自动化的气象预测系统。

这使得气象预测能够更准确地为公众提供服务。

三、物联网技术数字地球离不开物联网技术的支持。

物联网是一种通过感知、传输、处理和交互技术连接地球上的一切物体,并通过网络进行信息通信的技术。

在数字地球中,通过物联网技术,我们能够实时获取各种设备传感器的数据,并将这些数据进行汇总和分析,从而实现对地球上的一切物体的智能监测和管理。

以智慧城市为例,通过在城市中布置传感器和终端设备,我们能够实现对城市交通、能源消耗、环境污染等各个方面的监测。

通过物联网技术,这些传感器将获取的数据传输到集中处理中心,然后通过数据分析和与人工智能算法结合,对城市的各方面进行实时分析和决策支持。

地理信息系统名词解释大全(整理版本)

地理信息系统名词解释大全(整理版本)

地理信息系统名词解释大全地理信息系统Geographic Information System GIS作为信息技术的一种, 是在计算机硬、软件的支持下, 以地理空间数据库(Geospatial Database)为基础, 以具有空间内涵的地理数据为处理对象, 运用系统工程和信息科学的理论, 采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统, 为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。

简单地说, GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息, 它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体, 采用地理模型分析方法, 适时提供多种空间的和动态的地理信息, 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

地理信息系统属于空间型信息系统。

地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称;它属于空间信息, 具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

地理信息科学与地理信息系统相比, 它更加侧重于将地理信息视作为一门科学, 而不仅仅是一个技术实现, 主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。

地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时, 还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。

地理数据是以地球表面空间位置为参照, 描述自然、社会和人文景观的数据, 主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。

地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界, 再到数字世界(GIS), 最后到应用领域。

数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号, 是客观对象的表示, 是信息的表达, 只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。

信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统, 它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。

包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。

四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割(2n×2n, 且n ≥1), 直到子象限的数值单调为止。

数字地球的关键技术

数字地球的关键技术

摘要“数字地球”是遥感、遥测、数据库与地理信息系统、全球定位系统、互联网/万维网、仿真与虚拟技术等现代科技的高度综合集成和升华。

“数字黄河”是从数字地球外延而来,其关键的支撑技术是空间数据共享平台、元数据管理、空间数据仓库、异构环境管理复杂数据对象、分布式海量数据存储技术、无级比例尺模型等。

关键词数字地球数字黄河关键技术一、“数字地球”的基本概念由来:1998年1月,美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:21世纪认识地球的方式”的报告。

要点:在三维地球的数字框架上,按照地理坐标集成有关的海量空间数据及相关信息,构建一个数字化的地球,即“数字地球”,为人们认识、改造和保护地球提供一种重要的信息源和新技术手段。

实质:数字地球是遥感、遥测、数据库与地理信息系统、全球定位系统、互联网络(Internet)/万维网(Web)、仿真与虚拟技术等现代科技的高度综合集成和升华,是当今科技发展的制高点。

推进:“数字地球”计划与我国的“国家信息化”或“国民经济信息化”的战略目标是一致的,在国内也引起了我国领导人与科技界极大的关注。

“数字地球”计划是中国21世纪信息产业发展的切入点,是我国实施可持续发展战略的技术保障。

实现“数字地球”计划是关系到国家和国防的安危以及经济和科技发展战略的重大问题。

内涵与外延:“数字地球”的内涵实质上是信息化的地球,包括地球大部分要素的数字化、网络化、智能化、可视化的全部过程。

外延包括数字区域与数字行业,如数字北京、数字福建、数字铁路、数字国土等。

数字地球的基础技术:多种分辨率的遥感技术、快速定位技术、以计算机为核心的WebGIS与Open GIS技术以及高速计算机通信网络技术等。

二、“数字地球”的支撑技术“数字地球”的学科交叉与知识融合模式可概括为:3S(GIS/RS/GPS)+NET+VR其中:GIS为地理信息系统;RS为遥感技术,GPS为全球定位系统;NET为网络;VR为虚拟现实。

GIS原理与应用(专升本)综合测试

GIS原理与应用(专升本)综合测试

GIS原理与应用(专升本)综合测试4. 下列有关GIS的叙述错误的是_____。

(5分)(A) GIS是一个决策支持系统(B) GIS是研究地理系统的科学技术保证(C) 地图学理论与地图分析方法是GIS重要学科基础(D) GIS是数字地球演变的必然趋势参考答案:D3. GIS按_____分为专题地理信息系统、综合地理信息系统与地理信息系统工具。

(5分)(A) 数据容量(B) 用户类型(C) 内容(D) 用途参考答案:C1. 有一点实体其矢量坐标为P(9.5,15.6),若网格的宽与高都是2,则P 点栅格化的行列坐标为_____。

(4分)(A) P(5,8)(B) P(8,5)(C) P(4,7)(D) P(7,4)参考答案:A8. 在多边形矢量编码方法中,由点索引与边界线号相联系,以线索引与各多边形相联系的编码方法是_____。

(4分)(A) 多边形环路法(B) 树状索引编码法(C) 拓扑结构编码法(D) 四叉树编码法参考答案:C5. 下列既是获取矢量数据的方法,又是获取栅格数据的方法是_____。

(4分)(A) 手扶跟踪数字化法(B) 扫描仪法(C) 数据结构转换法(D) 分类影象输入法参考答案:C6. 解决点、线、面之间是否存在直接联系的分析方法是_____(4分)(A) 统计分析(B) 包含分析(C) 多边形叠置分析(D) 网络分析参考答案:B1. 下列哪些属于GIS产品的输出设备_____。

(4分)(A) 键盘(B) 硬盘(C) 主机(D) 显示器参考答案:D6. 栅格结构与矢量结构相比较_____。

(4分)(A) 数据结构复杂,冗余度大(B) 数据结构复杂,冗余度小(C) 数据结构简单,冗余度小(D) 数据结构简单,冗余度大参考答案:B6. GIS所包含的数据均与_____相联系。

(5分)(A) 地理空间位置(B) 非空间属性(C) 地理事物的质量特征(D) 地理事物的类别参考答案:A1. 数字地球是以___(1)___ 作为研究对象,以___(2)___ 和计算机信息处理为主体的技术系统。

高中地理备课参考 数字地球

高中地理备课参考 数字地球

A.数字地球是数字化的地球 B.数字地球已能满足人类目前的需要 C.数字地球最大特征是虚拟现实 D.数字地球采取集中方式存储信息 【答案】AC 【解析】本题考查数字地球的相关知识,数字地球是数字化的地球,即把整个地球信息进行 数字化后,由计算机网络来管理的技术系统。它正处于不断完善之中,还无法满足人类的需 要,数字地球是虚拟的地球,虚拟现实是数字地球的最大特征,数字地球需要存储大量信息, 不能集中存储,采用在全球网络中分散式存储。 例 2. “数字地球”的应用领域包括( ) ①可持续发展 ②政府决策 ③百姓生活 ④科学研究 A.①② B.③④ C.①②③ D.①②③④ 【答案】D 【解析】数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识,是遥感技术、 全球定位系统、地球信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。“数字地球” 的服务对象覆盖整个社会层面。 例 3. “数字地球”是美国前副总统戈尔 1998 年提出的,严格地讲是以计算机技术、多媒体 技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,对地球高分辨率、多尺度、多时间和多 种类的三维描述,也就是“虚拟地球” 。据此完成(1)~(2)题。 (1). 下列有关数字地球的说法错误的是( ) A. 数字地球就是把整个地球信息进行数字化后,由计算机网络来管理的技术系统 B.数字地球就是地理信息技术 C.数字地球用数字化手段统一处理地球问题 D.数字地球是 RS、GIS、GPS 等各种技术的综合应用 【答案】B 【解析】数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现与再认识,是全球定位系 统、遥感技术、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合应用。 (2).数字地球的最大特征与依据是( ) A.全球网络 B.分布式存储 C.虚拟现实技术 D.高分辨率的卫星影像 【答案】C 【解析】虚拟现实技术是数字地球的最大特征与依据。

SXEarth 三维数字地球用户手册说明书

SXEarth 三维数字地球用户手册说明书

SXEarth三维数字地球v2.2用户手册北京晟兴科技有限公司2016年1月8日目录1SXEarth介绍 (1)2SXEarth下载安装 (3)2.1 下载SXEarth (3)2.2 SXEarth微信公众号 (3)2.3 SXEarth安装 (3)3SXEarth基本操作 (5)3.1 光照环境设置 (5)3.2 二三维一体化联动 (7)3.3 二三维鼠标键盘操作 (7)3.4 二三维触控操作 (8)4SXEarth数据导入 (9)4.1 导入图像数据 (9)4.2 图像颜色调整 (11)4.3 导入高程数据 (14)4.4 编辑高程属性 (16)4.5 导入矢量数据 (18)4.6 导入三维模型 (20)5SXEarth矢量编辑,态势标绘 (23)5.1 绘制和编辑矢量 (23)5.2 态势标绘的使用 (25)5.3 纹理填充矢量 (26)5.4 修改矢量样式 (28)5.5 导出矢量 (30)6SXEarth实用工具 (31)6.1 测量工具 (31)6.2 添加视点位置 (32)6.3 设置三维模型动画 (33)I6.4 打开在线GIS数据服务 (34)6.5 打包输出金字塔库 (36)7运行环境 (38)7.1 操作系统 (38)7.2 硬件环境 (38)II1 SXEarth介绍SXEarth是北京晟兴科技有限公司研发的免费三维数字地球可扩展平台,主要用于地理数据快速可视化与模拟仿真行业可视化应用。

SXEarth2.0主要支持以下功能。

(后续开发计划:植被、体积云,模拟飞行等插件模块。

)1)支持二三维一体化;2)支持全球动态海洋;3)支持常规矢量图形绘制及编辑,如点、折线、曲线、双曲线、双折线、弧线、弓形、矩形、圆形、椭圆等;4)支持军事态势标绘及编辑,如直箭头、钳击、攻击、驱散、分队战斗、进攻,集结地等,态势标绘支持ESRI ShapeFile格式文件输出;5)支持路径动画编辑,二三维联动;6)支持影像数据导入,支持的格式有:GeoTiff、ECW、Erdas IMG、JPEG2000、BIL/BIP/BSQ、PNG、BMP、GIF、JPEG/JPG,RAW等;7)支持高程数据导入,支持的格式有:GeoTiff、SRTM HGT、USGS DEM、DTED、Erdas IMG,JPEG2000等;8)支持矢量数据导入,支持的格式有ESRI Shapefile shp,Geojson等:9)支持三维模型数据导入,支持的格式有:FLT、3DS、OBJ、OSG、IVE、OSGB等;10)支持外部三维模型鼠标点击添加与位置姿态属性编辑;11)模型支持静态LOD和动态分页LOD设置,支持海量城市模型优化显示;12)支持影像调色,如色相对比度、RGB、HSL、CMYK、伽马值、GLSL语句等调色功能;13)支持矢量属性编辑,如文字标签、图标、线宽、线色、面填充颜色、面填充纹理、面立体拉起、显示LOD等;14)支持动态相机视点鼠标点击添加及其属性编辑;115)支持距离、面积,角度量测;16)支持环境编辑,如年月日时分秒设置、时间加速减速、星光、太阳、月亮光照设置等17)支持多种在线地图数据导入,如诺基亚地图、高德地图、OpenStreetMap、ReadyMap等;18)支持影像和高程打包输出为TMS金字塔库;19)支持跨平台:支持Windows、Linux、Mac OS、Android、IOS五大操作系统;232 SXEarth 下载安装2.1 下载SXEarth1) 进入SXEarth 官方下载页:/h-col-106.html2) 点击SXEarth 三维数字地球下载栏的下载,a) 32位操作系统用户,选择下载32位安装程序;b) 64位操作系统用户,推荐选择下载64位安装程序。

三维数字地球模型有什么用?

三维数字地球模型有什么用?

三维数字地球模型有什么用?一、提供地理信息的可视化展示三维数字地球模型是一种以数字化的方式呈现地球表面信息的工具。

通过高精度的地球数据,可以构建逼真的地球表面模型,使得地理信息可视化展示。

借助这种模型,人们可以通过电脑屏幕上的虚拟地球,立体感受到各个地理要素的分布、形态以及空间关系。

这样,人们可以更直观地认识地球的地理特征、地貌变化、气候分布等。

二、促进地理数据分析与决策制定三维数字地球模型的另一个重要作用是促进地理数据的分析与决策制定。

通过对地球模型进行人工编辑和虚拟操作,可以实现对地球表面各类地理数据的叠加和整合,进而进行数据的可视化呈现和分析。

这为各类地理问题的研究提供了全新的思路和工具,便于科学家、决策者、规划者等对地理现象进行定量化研究、模拟实验和预测分析。

同时,三维数字地球模型也具备较强的动态性,可以进行实时数据的更新和展示,为决策制定提供快速、准确的参考。

三、推动地球科学研究与教育三维数字地球模型在地球科学研究与教育中也发挥着重要作用。

一方面,它为科学家提供了一个可视化的研究平台,通过对大量的地球观测数据进行可视化呈现和分析,有助于深入研究地球内部结构、地质构造、地壳运动等地球科学领域的重要问题。

另一方面,三维数字地球模型的直观性和可交互性,为地理教育提供了全新的教学模式和工具。

通过对地球模型的旋转、缩放、剖析等操作,学生可以更加深入地了解地球的结构、地理要素的相互关系,提高对地理概念的理解和记忆。

四、支持城市规划和建筑设计三维数字地球模型在城市规划和建筑设计中的应用也越来越广泛。

借助数字地球模型,规划者和设计师可以更加直观地了解城市的空间布局、地形地貌等地理要素,为城市规划和建筑设计提供科学依据。

通过对地球模型的模拟和分析,可以评估不同规划方案的可行性和影响,为决策者提供科学的参考依据。

此外,数字地球模型还可以用于建筑设计的可视化分析和展示,有助于设计师更好地把握建筑与环境的关系,提高设计的有效性和美观度。

数字地球概论

数字地球概论

数字地球与“3S”技术一.摘要戈尔在1998年1月31日的讲演里以为“数字地球”是一个能够嵌入海量数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示。

在1998年6月23-24日,美国第一次“数字地球”研讨会上关于“数字地球”提出了一个非正式可是时期性的概念:“ The Digital Earth is a virtual representation of our planet that enables a person to experience and use the vast amounts of natural, cultural, and historical data being gathered about the Earth. The Digital Earth comprises data interfaces and standards enabling access to geo-referenced data from remote sensing, cartographic, demographic, medical, and other sources, based on the interests of the user. ? 他将数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。

在接下来对数字地球的直观实例说明中能够发觉,戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。

显然,面对如此一个浩大的工程,任何一个政府组织、企业或学术机构,都是无法独立完成的,它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的一起尽力。

数字地球要解决的技术问题,包括运算机科学、海量数据存贮、、互操作性、等。

能够预见,随着地球空间信息学的进展,而成立起的数字地球,必将增进测绘事业的现代化,为测绘事业与整个国民经济成立加倍紧密的联系,作出更大的奉献,在以后和社会中产生庞大的经济效益和社会效益。

GIS原理地球信息科学和数字地球

GIS原理地球信息科学和数字地球

未来发展趋势和挑战
1 大数据和人工智能
大数据和人工智能技术将进一步提升GIS的分析能力和决策支持功能。
2 空间数据共享
推动各国之间的空间数据共享,有助于全球范围内的地理问题研究和解决。
3 隐私和安全
随着地理数据的增长和应用扩展,隐私保护和数据安全将成为重要的挑战。
测量技术
测量技术用于采集地形、地势 等地理数据,为GIS分析提供 基础。
地图制作与空间分析
1
空间查询
2
使用GIS软件进行空间查询,可以找
到特定区域内的地理对象和相关属性。
3
地图制作
通过GIS软件,制作具有多个图层和 标注的地图,用于展示地理现象和分 析结果。
空间统计
利用GIS进行空间统计分析,了解不 同地理区域的数据分布和相关规律。
数字地球的概念与应用
数字地球是一种利用GIS技术和地理数据构建的虚拟地球模型,可以模拟地球 上的各种现象和过程,用于研究和决策支持。
地球信息科学在环境管理和城市规划中 的应用
环境管理
GIS可用于监测污染物分布、自然资源管理 和环境规划,帮助保护和改善环境质量。
城市规划
GIS技术可以模拟城市增长模式、交通拥堵 和土地利用的变化,为城市规划提供决策支 持。
GIS原理地球信息科学和 数字地球
地球信息科学是研究地理空间现象、地图和地理数据的基础学科。
地球信息科学的定义
地球信息科学是一门综合性的学科,涵盖地理学、地图学、遥感技术和数据 库管理等领域,旨在研究地球上的空间现象和它们之间的关系。
GIS技术和原理数据、遥感数据和地理位置数据。
空间分析
GIS利用空间分析技术,对地理数据进行处理和分析,以揭示地理现象的规律和趋势。

gis名词解释讲解学习

gis名词解释讲解学习

g i s 名词解释五.名词解释1. 专题地图地理信息系统中,管理的空间数据是矢量格式的地物对象,这些地物对象不仅具有空间位置特征,而且具有非空间的属性数据。

在表现这些地物对象时,除了显示空间位置以外,同时还可以以特定的方式显示某个或多个相关的属性,生成专题地图。

2. 数据字典数据库数据字典是一组表和视图结构。

它们存放在SYSTEM表空间中。

它存放有数据库所用的有关信息,对用户来说是一组只读的表。

数据库数据字典不仅是每个数据库的中心。

而且对每个用户也是非常重要的信息。

用户可以用SQL语句访问数据库中的数据字典。

3. 数字地球以纸制地图的数字存在和数字表现形式,是在一定坐标系统内具有确定坐标和属性的地面要素和现象的离散数据,在计算机可识别的可存储介质上概括的、有序的集合。

4. 空间数据质量指数据对特定用途的分析和操作的适用程度。

可以使用误差或不确定性的概念来描述。

描述的指标有准确性、数据的精密性、分辨率、比例尺、误差、不确定性等。

5. DTM为数字地形模型是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述6. 地理数据各种地理特征和地理现象间关系的符号化表示,包括空间位置数据特征、属性(特征)数据和时间特征数据三大部分7. 地理信息有关地理实体空间分布、性质、特征和运动状态的信息,它是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理及环境数据的解释8. 3S集成3S 是全球定位系统GPS(Global Positi oning System);遥感RS(Remote Sensing 和地理信息系统GIS(Geographic In formation System)的简称。

3S 技术是指GIS、RS、GPS技术的综合或一体化形成的集成系统。

在这种集成系统中,GPS主要用于实时、快速地提供目标、各类传感器和运载平台的空间位置;RS用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面的各种变化,及时地对GIS的空间数据进行更新;GIS则是对多种来源的时空数据综合处理、动态存储、集成管理、分析加工,作为新的集成系统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。

测绘工程技术专业数字地球与虚拟现实技术应用

测绘工程技术专业数字地球与虚拟现实技术应用

测绘工程技术专业数字地球与虚拟现实技术应用数字地球与虚拟现实技术在测绘工程技术专业的应用测绘工程技术是一门通过测量和绘制地球表面特征的学科,为各行各业提供空间信息支持。

然而,随着科技的发展,传统的测绘方法已经无法满足现代社会对空间信息处理和展示的需求。

在这一背景下,数字地球和虚拟现实技术作为一种前沿的工具和方法在测绘工程技术领域得以广泛应用。

一、数字地球技术在测绘工程技术中的应用1. 地理信息系统(GIS)地理信息系统是数字地球技术的重要组成部分,它将地理位置和属性信息相结合,以实现对地球表面空间信息的存储、管理、分析和展示。

在测绘工程技术中,GIS可以帮助专业人员进行地图制作、地理数据分析和决策支持,为城市规划、土地管理和资源调查等领域提供可靠的空间信息。

2. 全球定位系统(GPS)全球定位系统是一种利用卫星信号进行精确定位的技术,可广泛应用于测量、导航和地图制作等领域。

在测绘工程技术中,GPS可以实现高精度的地面控制点定位,提供测图和测量的基准。

同时,结合数字地球技术,GPS定位数据可以实时采集和处理,快速生成地图和空间数据库。

3. 遥感技术遥感技术利用航空或卫星传感器获取地球表面的图像和数据,能够快速、准确地获取各种地理信息。

在测绘工程技术中,遥感技术可以用于地貌测量、地物分类和环境监测等方面。

由于数字地球技术的发展,遥感数据可以与GIS系统集成,实现多源数据融合和全球空间数据共享。

二、虚拟现实技术在测绘工程技术中的应用1. 虚拟地球虚拟地球是一种基于地理数据的三维模拟环境,通过可视化技术将现实世界的地理信息呈现在计算机或移动设备上。

在测绘工程技术中,虚拟地球可以用于地理数据的浏览、分析和可视化,提供用户友好的交互界面和立体感的地理空间表达。

2. 建筑信息模型(BIM)建筑信息模型是一种通过计算机图形技术创建建筑物虚拟模型的方法,能够全面描述建筑物的几何、结构和属性信息。

在测绘工程技术中,BIM可以与地理数据相结合,实现建筑物和地理环境之间的精确对接,为土地开发、城市规划和基础设施建设等提供准确的空间信息。

地理信息技术在生活中的应用

地理信息技术在生活中的应用

地理信息技术在生活中的应用地理信息技术包括——地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和数字地球技术。

一、遥感技术遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。

也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。

已广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域,成为一门实用的,先进的空间探测技术。

(1)资源普查:可以分析遥感影像划定矿产大致区域。

生物资源调查中,可以对遥感图像处理提取植被的分布、类型、健康状况、产量等数据,为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务。

(2)环境和灾害监测:监测荒漠化、海洋污染、大气污染等动态变化。

地震、森林火灾等的监测。

二、GPS定位技术GPS是利用卫星在全球范围内进行定位、导航、提供精密的三维坐标、速度和时间的技术。

具有全能性、全天候、连续性、实时性特点。

广泛应用于导航、提供出行线路、野外勘测、紧急救援等。

日常生活中,人们可以通过车载GPS接收机使驾驶员能够随时知道自己的具体位置。

通过车载电台将GPS定位信息发送给调度指挥中心,调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置,并在大屏幕电子地图上显示出来。

三、GIS技术在救灾方面作用巨大,地震发生后,运用GIS绘制震区地形图、震前震后卫星影像、震后地质图、灾情程度分布图、居民点安置分布等,为政府赈灾救灾带来了便利。

GIS在区域和城乡规划中的应用包括:城镇总体规划、公共设施配置、道路交通规划、城市环境动态监测、城市环境质量评价、城市建设用地适宜性评价。

随着社会发展进步,描绘地球地表位置的地理信息数据,已经成为公众日常生活不能离开的信息资源。

在公众生活方面,手机地图、出租车导航等应用非常普及。

GIS复习思考题

GIS复习思考题

GIS复习思考题地理信息系统复习思考题第⼀章导论1、解释:信息、数据、地理信息、地理数据、地理信息系统2、地理信息有何特点?3、地理信息系统与CAD、数字制图、⼀般事务管理有何主要区别?4、地理信息系统有哪些类型?5、GIS的基本构成有哪些?各部分的主要作⽤?6、GIS的基本功能有哪些?并简要说明。

7、GIS主要应⽤在哪些⽅⾯?8、GIS的发展主要经历了哪4个阶段?各有何主要特点?第⼆章空间信息基础1、GIS中为什么要考虑地图投影?我国⼤⽐例尺采⽤什么投影⽅式?2、地理空间实体的三要素是什么?它们之间的关系是怎样的?3、空间数据的基本特征有哪些?地理信息的数字化描述⽅法有哪些?4、地图投影有哪些类型?5、解释:地图投影、拓扑、空间数据、元数据6、空间对象的描述要素有哪些?7、拓扑关系中有哪⼏种基本的拓扑关系?其基本含义是什么?在GIS中⽤拓扑有什么主要作⽤?8、什么是地理空间数据?有哪些类型,并简要说明。

9、地理信息系统的应⽤功能主要包括哪些⽅⾯,并简要说明。

10.地形图“都江堰”的编号是H48G024026,简要说明其编号的含义。

第三章空间数据结构1、空间实体可抽象为哪⼏种基本类型?它们在⽮量数据结构和栅格数据结构分别是如何表⽰的?2、叙述四种栅格数据存储的压缩编码⽅法。

3、试写出⽮量和栅格数据结构的模式,并列表⽐较其优缺点。

4、叙述由⽮量数据向栅格数据的转换的⽅法。

5、叙述由栅格数据向⽮量数据的转换的⽅法。

6、简述栅格到⽮量数据转换细化处理的两种基本⽅法。

7、解释:地理空间、栅格数据、⽮量数据、空间数据结构8、费尔曼链码的含义是什么?如何取值?9、游程编码的含义是什么?有哪2种⽅式?10、块码给栅格数据编码的⽅式是什么?11、四叉树编码的基本思想是什么?12、⽮量数据的获取⽅式有哪些?13、DIME编码什么?有何特点?14、⽮量数据结构有何优点?15、栅格数据结构有何优点?第四章空间数据库1、数据库系统包括哪⼏部分,各部分的主要作⽤是什么?2、数据库有何主要特点?3、数据库的系统结构有哪⼏个层次?4、数据库管理系统有什么主要功能?5、数据库管理系统程序由哪⼏部分组成?6、什么是数据库的数据模型?什么是传统的数据模型?7、传统的数据模型有何特点?8、解释:数据库、空间数据库、客体、对象、类、超类、⼦类、消息9、传统数据库系统的数据模型有哪些,各有什么优缺点?10、⾯向对象的数据模型有何优点?11、⾯向对象的数据模型的实现⽅法主要有哪些?12、地理信息系统数据库有什么主要特点?13、地理信息系统数据库有哪⼏种主要管理⽅法,各有何特点?14、什么是数据模型?数据库技术中采⽤的数据模型有哪些?15、地理信息系统空间数据库的组织⽅式主要采⽤哪些数据模型?第五章空间数据采集与处理1、空间数据采集⽅法有哪些?它们分别适合采集什么样的数据?2、说说在数字化中属性数据采集的原则和⽅法?3、为什么要对数字化地图进⾏编辑与处理后才能⼊GIS数据库?4、GIS数据精度可以从哪⼏个⽅⾯进⾏评价?并解释。

地理信息系统和数字地球

地理信息系统和数字地球

地理信息系统和数字地球地理信息系统(GIS)是一种可以将地理空间数据整合、存储、管理、分析和显示的技术。

随着技术的不断发展,地理信息系统已经成为全球各个领域的重要工具。

数字地球(DE)是一个基于GIS的概念,意指高精度、全时段、全球性的数字地球模型,并将其作为计算机技术的平台,为各种领域提供有关地球的信息。

本文将简要介绍GIS和DE的优势和应用。

一、GIS和DE的优势1.空间表达能力GIS和DE使用地图、图表、图像和表格等方式来表达空间数据。

这些数据包括地形和地貌、土地覆盖和使用、水文和气象、地震和卫星遥感等。

GIS和DE能够在地理上准确地定位对象和事件,并将其与其他空间信息联系起来。

2.数据管理能力GIS和DE具备储存、管理和检索各种类型的空间和非空间数据能力。

在GIS和DE中,存储的数据可以包括实时数据、历史数据和模拟数据等多种类型。

这些数据可以用于分析和研究,也可以用于应用和决策。

3.数据处理和分析能力GIS和DE可以为决策者提供空间数据和空间分析的可视化和可操作性。

GIS和DE可以支持多层次、多源、多尺度、多维度的空间数据分析和处理,并提供交互式的、动态的地图显示和统计图表展示等功能。

4.应用和决策支持能力GIS和DE能够支持各种应用领域的工作,如城市设计和规划、环境监测和管理、危险物品和场所监管、农业生产和天气预报、交通运输和安全、海洋和林业资源管理等。

GIS和DE能够为决策者提供支持和帮助,使决策者能够更有效地评估各种影响因素,制定合适的政策和计划。

二、GIS和DE的应用1.城市规划和管理城市规划和管理是GIS和DE最常见的应用。

城市的空间信息包括路网、交通状况、公共设施、房地产数据、社区和人口统计数据等。

通过GIS和DE,城市规划者和管理者可以对城市进行评估、管理和规划。

例如,城市规划者可以根据社区的需求和人口数据来规划新区域的居住和商业设施,而交通管理者则可以通过实时数据来改进交通运输和减少拥堵。

中国矿大《北京》试论述GIS和地球信息科学,“数字地球”的关系(1)

中国矿大《北京》试论述GIS和地球信息科学,“数字地球”的关系(1)

试论述GIS和地球信息科学,“数字地球”的关系数字地球是解决信息资源共享的一门技术,他从空间数据的组织,管理和位置查询等方面为不同的地学应用提供技术支撑,并可满足空间数据的采集、储存、转换、索引、分析、处理和显示等要求,是一种特殊的信息系统。

数字地球是一种利用巨量地球空间数据对人类赖以生存的地球所做的三维、多级、多分辨率的数字化整体表达,他同时为人类提供了一个网络化的界面体系和超媒体的虚拟现实环境,具有空间化、数字化、网络化、智能化、可视化等特征。

具有两方面核心思想:一是利用数字化手段统一处理地球问题。

二是最大限度利用信息资源。

数字地球中的关键技术有:科学计算、海量贮存、高分辨率卫星影像、宽带网络、互操作、元数据、虚拟现实技术。

地球信息科学是随着RS,GIS,GPS和Internet等现代信息科学的发展和相互间渗透中逐渐形成的以GIS为核心的集成化技术系统,为解决区域范围更广,复杂性更高的现代地球科学问题提供了新的分析方法和技术保证。

它以信息流为手段研究地球系统内部的物质流,能量流和人流的运动状态和方式。

研究内容包括:地球信息机理、技术、科学方法、科学应用。

由三部分构成:地球信息学是其理论和研究的主体,地球信息技术是其研究手段,全球变化与区域可持续发展是其主要应用研究领域。

地球信息科学是地球信息科学,信息科学和地球信息技术的交叉和融合,是地球科学的一门新兴的重要分支学科,其研究内容包括地球信息机理,地球信息技术,地球信息科学方法和地球信息科学应用。

地球信息系统是在计算机软硬件支持下,以空间数据库为基础,运用系统工程和信息科学的理论,对空间数据进行科学管理和综合分析,为规划,决定,管理和研究提供信息的技术系统,是介于地理科学,空间科学和管理之间的新兴边缘学科。

一个典型的GIS包括四个基本部分:计算机硬件系统、软件系统、地理数据库系统、地理信息系统的应用人员和组织机构、网络。

GIS的发展趋势包括开放式GIS、3S 技术一体化、智能GIS、WebGIS和3DGIS及多维显示等方面。

数字地球概念、支撑技术与应用

数字地球概念、支撑技术与应用
越来越快,初见端倪的知识经济预示人类的经济社 会生活将发生新的巨大变化。” 美国前副总统戈尔于1998年1月31日在“数字地球—
— 认识 21 世纪我们这颗星球”的报告中提出了一个
通俗易读的概念,即“数字地球”。 “数字地球”勾绘出了信息时代人类在地球上生存、 工作、学习和生活的时代特征。
什么是“数字地球”?
和良好的唇形同步等技术性能

基于IP的视频电话会议可达到32个节点,具有混
频和实时主席制、公用白板、图文传输等功能。
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——方略声像通3240商业版
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超凡卓越的视频表现
独有的Smart Control和Soft Image技术
经 过 处 理 的 图 象
移动通信向高码率发展
第一代移动通信:模拟 第二代移动通信:GSM 第三代移动通信:384Kb/s 2Mb/s(局域网) 第四代移动通信:10MB/s
信息高速公路和计算机网络技术
通信终端向多媒体和移动化方向发展
个人数字助理——PDA 无线上网(手机上网) ——WAP
未来PDA模型
5.8 米,乃至 1 米,军用甚至可达到 10cm 。在 21 世纪 获取1m或优于1m的空间分辨率影像将会十分方便。 光谱分辨率现在可以达到 5~6nm 量级, 600 多个波段。 细分光谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成
成分的能力。
时间分辨率指重访周期的长短,目前一般对地观测 遥感卫星为15~25天的重访周期。通过发射合理分布 的卫星星座,可以实现1-3天观测地球一次。 高分辨率卫星遥感图像在21世纪将可以优于1米的空
形库和数字高程模型( DEM )三库一体化管理的 GIS

国内外空间信息三维可视化数字地球软件介绍与比较

国内外空间信息三维可视化数字地球软件介绍与比较

国内外空间信息三维可视化数字地球软件介绍与比较来源:skyline中国社区空间信息技术,又称为地理空间信息技术,是遥感、地理信息系统、全球卫星定位系统与通讯技术、网络技术的综合集成,是将空间对地观测信息的获取、处理、分析、应用结为一体的信息技术体系。

人们认识到的空间世界是三维的,因此空间对地观测信息在本质上有别于其他信息的显著特性:地域性(territorial)、多维结构特性(multidimensional structure)和动态变化特性(dynamic changes)。

如果仅仅采用传统二维数据描述空间世界,会有大量多维的空间数据无法得到利用,于是,人们越来倾向于研究空间信息三维可视化系统技术。

与此同时,二维数据模型与数据结构理论和技术的成熟,图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展,也为三维空间信息技术的飞速发展作好了铺垫。

另一方面,随着客户对于应用系统三维功能的需求越来越强烈,具有处理三维数据能力的三维空间信息技术日益显示出强大的生命力。

500年前,葡萄牙著名的航海家和探险家麦哲伦从西班牙出发,绕过南美洲,发现麦哲伦海峡,横渡太平洋,环绕地球一周再到西班牙,完成了人类首次环球航行。

麦哲伦的勇敢的实践无可辩驳地证实了地圆学说,为人类揭开了地球的神秘面纱,是人类第一次“真正发现了地球”。

如果说首次环球航行对于发现和认识地球有极大意义,那么如今空间信息技术的诞生更是赋予了人类前所未有的力量,在掌上翻转地球。

空间信息技术时代的来临,改变了人们获取信息的方式,而这种改变比起有史以来其他任何一种发现发明带来的变革都更加的深刻。

自八十年代末以来,空间信息三维可视化技术一直就是业界的研究热点,尤其是近几年,国内外相关技术的研究呈现出了前所未有壮丽情景。

国内外科研机构和企业纷纷认准了三维空间技术的良好发展势头,进行了跨学科、跨领域合作研究和三维技术攻关,研发了一批各具特色的优秀产品。

测绘技术中的模拟与仿真方法

测绘技术中的模拟与仿真方法

测绘技术中的模拟与仿真方法引言测绘技术作为一项复杂而重要的技术领域,通常需要借助模拟与仿真方法来进行相关研究。

模拟与仿真是指通过创建虚拟环境或模型来模拟真实世界中的现象、对象或系统的技术手段。

在测绘技术中,模拟与仿真方法可以用来验证测量算法的准确性、优化测量方案,甚至应用于虚拟地理环境的构建等方面。

本文将从几个方面介绍在测绘技术中的模拟与仿真方法的应用。

一、数字地球模型的建立数字地球模型是测绘技术中模拟与仿真方法的一个重要应用领域。

数字地球模型指使用计算机模拟和仿真技术来构建地球表面的数字化模型。

数字地球模型主要包括三个方面的内容:地球表面的三维模型、地球表面特征的模拟和仿真、以及地球表面各种数据的可视化。

数字地球模型的建立需要依靠测绘技术中的地理信息系统(GIS)技术。

GIS技术可以将地理空间信息与地理环境相结合,通过收集、存储、处理和展示地理空间数据,实现对地球表面特征进行模拟和仿真。

通过数字地球模型的建立,我们可以更加直观地了解地球表面的地理空间分布,为测绘技术中的其他任务提供参考。

二、地理测量的算法验证在地理测量领域,模拟与仿真方法可以用来验证各种测量算法的准确性。

例如,在测量某一区域的海拔高度时,我们需要借助大地水准面测量仪对地面高度进行测量。

然而,由于地球曲率和地面局部起伏的复杂性,直接进行实地测量往往是耗时且昂贵的。

在这种情况下,我们可以通过模拟与仿真方法,构建虚拟的地球表面,并使用已知的实地测量数据来验证测量算法的准确性。

模拟与仿真方法可以帮助我们模拟各种测量场景,包括不同地形、不同天气条件下的测量情况,并通过与实际测量数据进行对比,验证测量算法的准确性。

通过准确的算法验证,我们可以更加可靠地应用测绘技术于实际生产和生活中。

三、虚拟地理环境的构建模拟与仿真方法也可以应用于虚拟地理环境的构建。

虚拟地理环境是指通过计算机技术创建的虚拟化的地理环境,可以包括地表、建筑物、交通设施等要素,以及人类和动植物等各种生物。

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“数字地球”中的三维GIS技术李 军 景 宁 孙茂印 (国防科技大学)[摘要] 三维GIS技术是“数字地球”研究的重要组成部分。

本文详细地介绍了三维GIS技术的发展状况,阐述了三维GIS的一些基本概念,分析了三维GIS研究中存在的困难和发展前景。

关键词: 三维GIS 数字地球 面向对象数据库1 引言对于人类的生活中心———地球来说,间信息种类多、信息量大、数据变化快,因此需要开发一种能方便、快速、精确地对空间信息进行存储、查询、分析和表示的工具,即利用先进的计算机技术建立地理信息系统(G eographic Information System,GIS)。

随着计算机系统和应用的不断发展,GIS的研究得到了飞速进步,使各种空间信息得到了有效的管理和利用,为我们描述空间信息提供了强有力的工具。

当前,GIS的研究成果和应用系统主要集中于描述二维空间信息,各项技术已较为成熟。

但由于二维地理信息系统将实际的三维事物采用二维的方式表示,具有很大的局限性,大量的多维空间信息无法得到利用。

因此,“数字地球”要求对地球空间进行三维描述,使人类能够突破空间限制,共享地球空间的各种信息。

为了适应“数字地球”的研究,需将传统的二维GIS的研究成果拓展到三维空间,即进行三维GIS的研究。

科学家们很早就意识到了三维GIS研究的重要性,1989年,Turner教授在北大西洋公约组织的支持下主持召开了第一个专门的三维GIS会议,邀请了世界相关学科的著名专家,共同为三维GIS的研究重点、今后的发展方向和如何与实际应用相结合等指明了道路。

此次会议的召开标志着三维GIS的研究开始全面展开。

此后,由于应用需求的推动和计算机系统性能的提高,三维GIS逐渐成为研究热点。

目前,国际上成立了许多专门机构进行三维GIS 的基础研究,大量有关三维GIS的学术论文开始涌现。

许多研究者已经开发了三维GIS的原型系统,使得三维GIS技术在矿产资源管理、数字城市等许多领域得到应用。

加拿大New Brunswick大学的Kavouras和Masry早在1987年就开发了用于矿产资源评估和开采的三维GIS原型系统。

德国Rostock大学、Stutt gart 大学等研究机构目前正联合研究三维GIS在数字城市模型中的应用,他们对城市的空间对象进行了分类和表示,建立了数字城市模拟系统,对城市基础设施(包括房屋、道路、绿地等)可方便地进行查询、分析和显示。

一些商用GIS系统中,也加入了三维GIS模块,如ARC/ INFO的IMA GIN E Virtual GIS模块,能在实时三维环境下,提供GIS分析和实时三维飞行方式的访问和漫游。

但这些商业的三维GIS系统主要集中于二维表面地形的分析,仅将数据在三维环境中进行显示,还不是真正的三维GIS系统,可称为215维GIS系统。

还有许多其它一些模拟实验系统,其研究集中于三维可视化和虚拟现实功能方面,以及与计算机网络的结合上。

国内目前在三维GIS方面的研究才起步不久,其研究与应用水平与国外差距很大。

随着今年美国提出“数字地球”的概念,我国也开始全面开展“数字地球”的基础研究,如北京大学和国防科技大学等积极开展了“数字地球”的初期论证研究。

作为“数字地球”的重要组成部 ・专题・电子科技导报 分的三维GIS 的研究与发展,必将得到有力的推动。

2 基本概念三维GIS 技术,在国外作为GIS 的一个重要发展方向,从80年代末以来,一直就是研究热点,其研究范围涉及数据库、地理信息系统、计算机图形学、虚拟现实等多门学科领域。

三维GIS 的研究对象是三维空间,必须能对与三维对象相关的信息建模、表示、管理、操作、分析和决策。

三维GIS 所处理的对象从二维到三维的转变,不只是意味着数据量的增大,更重要的是会导致出现很多不同的对象类型和空间关系。

因此,三维GIS 的研究不是对二维GIS 的简单扩展,而是从空间模型分析到空间数据库的结构直至三维数据的可视化,都必须进行系统的研究。

下面简要介绍目前三维GIS 研究的一些基本概念和技术成果。

211 空间信息模型空间信息模型是指用一定数学表示方法对空间信息进行描述。

经典的空间信息模型可以分为两大类,即基于域的模型和基于对象的模型。

基于域的模型将信息空间视为一定空间分布的集合体,每个空间分布可以视为一个从空间网格到空间属性的数据函数,这种模型适合表示连续的空间特征,例如降雨量分布和气温分布等。

基于对象的模型将信息空间视为离散的可标识的对象的集合,每个对象各带一个与空间数据相关的空间参数对象,这种模型适合表示离散的、不连续的空间特征。

两种模型的结构如下图所示。

图1 两种空间数据模型各有其优缺点,如表1所示。

在三维GIS 中,对于基于域的模型,其空间网格一般是规则的,用立方体、球或正四面体表示,也可用不规则的四面体表示不规则的空间分布。

对于基于对象的模型,通常将空间对象视为点、弧线、曲面和体这些基本几何对象的组合体。

实际上这些对象应是离散对象,故空间对象分为离散点、离散线、离散面、离散体四大类。

其中,离散线又包括线段、折线、B 样条等;离散面是许多单面的组合,也可以是Her 2mite 、Bezier 曲面等,它拓扑等价于一个由许多区域组成的圆盘;离散体其边界是一些离散面,它拓扑等价于一个单位开球。

表1 两种空间信息模型的比较模型优点缺点基于区域的模型 ・数据结构简单・与遥感图像及扫描图像的格式相兼容・可以进行简单、明了的空间操作和分析,如多层数据覆盖等・需要大量的存贮空间・精确度与点单元大小有关,图形输出质量不能令人满意・进行投影变换非常困难・很难表示空间拓朴关系基于对象的模型 ・需要相对少的存贮空间・空间数据中已能反映出拓扑关系・图形输出质量近似于手绘图纸。

・数据结构复杂・与大部分的原始数据格式不一致,需要进行转换・软、硬件要求高・某些空间分析相对较困难・多层覆盖操作时间开销很大212 系统体系结构根据空间数据和非空间数据的数据库管理方式,GIS 在体系结构上可分为混合结构和集成结构。

对于混合结构,非空间数据一般存储在关系数据库中,空间数据存放在系统文件中。

目前一些GIS 商用软件就是采用这种结构,如MAPINFO 系统。

对于集成结构,所有的数据都存储于一个数据库中。

这种结构目前主要基于关系数据库,但它能进行的操作不多,且一般的关系数据库可扩展性差,提供的索引机制不适合空间数据。

对于三维GIS ,由于空间数据更加复杂,而混合结构将空间数据排除于数据库系统的管理之外,使得空间数据的查询效率低下,不适合三维GIS 。

而关系数据库难以满足三维GIS 中需要用户自己定义大量新的数据类型和空间操作 1999年第5期・专题・ 等要求,因此目前的研究主要集中于将数据集成在面向对象数据库或对象2关系型数据库中,使得空间对象具有方法、继承、封装等面向对象的优点,整个系统呈现一种层次结构,提高系统效率。

如德国Rostock大学、Stuttgart大学开发的数字城市模型,就是将空间数据与非空间数据集成于面向对象数据库管理系统POST2 GRES中。

213 数据表示方法典型的三维空间数据的表示方法可以分为体(Volume)表示法和边界面表示法(B2rep)。

常用的体表示法是将三维空间对象视为体单元(voxel)的集合。

Voxel是简单的三维基本单元,如立方体。

通常,它需要进行编码,常用的编码方法有采用三维填充曲线的三维运行编码方法和8分树方法。

8分树方法就是递归地将每一非同质的长方体像素阵列等分成8个子像素阵列,一直进行这种分割直到所有的子像素阵列同质为止。

另一种体表示法是构造性立体几何(CSG)方法,它预先建立一些基本的对象类型,如立方体、球、圆柱体等,将三维空间对象视为这些基本对象经过一些基本操作(如交、并、差等)后的组合体。

边界面表示法是将空间对象的表面表示为面、边和结点的组合。

这种表示法可通过将空间对象的表面进行拓扑变换成为一个二维对象,再采用二维空间表示方法(如DCEL等)来表示该表面的空间拓扑关系。

这些经典方法远远不能满足三维GIS的要求,还需在此基础上进行深入研究。

这些空间数据表示方法的比较如表2所示。

表2 典型的三维空间数据表示方法的比较优点缺点B2rep 含拓扑信息,修改容易,着色简单存储空间和用户接口要求较高CSG 有效的存储空间,含构造历史对象分析需对整个树进行遍历,局部操作困难Volume操作简单近似的对象形状,很高的存储空间要求,无法表示拓扑信息214 可视化技术三维对象的可视化是三维GIS中一个急需解决的难点问题。

这需要利用计算机图形学的已有成果,并结合三维GIS自己的数据结构进行着重解决。

目前广为采用的可视化技术主要集中于利用现有的可视化软件,如IBM Visualization Da2 ta Explorer,或者结合Open Inventor等可视化系统,在建模时就考虑到数据模型要适合可视化软件的需要,必要时进行数据转换。

这种方法充分利用了现有的可视化技术,具有许多虚拟现实的功能,目前开发的三维GIS原型系统都主要采用这种方法。

还有许多研究者正研究三维GIS与计算机网络的结合,称为三维Web2 GIS或Internet GIS。

其可视化技术通常是将数据转换成现在广为流行的VRML格式,在浏览器上进行再现。

3 结束语随着目前“数字地球”研究的展开,将会大力推动三维GIS的发展。

但由于三维GIS毕竟是一个比较新的研究方向,在最近几年才得到快速发展,因而,在许多方面的研究还存在很大的不足。

虽然目前还没有真正实用的三维GIS系统出现,但随着三维GIS研究的深入开展和“数字地球”研究的全面展开,我们有理由相信在不久之后,三维GIS系统将真正应用于越来越多的领域,也将为“数字地球”的实现奠定基础。

参考文献1 Michael F.Worboys.GIS:A Computing Perspective.Published by Taylor&Framcis Ltd.,1995.2 Raper J.F.ed.Three Dimensional Applications InG eographical Information Systems.Published byTaylor and Francis,1989.3 A.K eith Turner,ed.Three2Dimensional Modeling with G eoscientific Information Systems.Published by K luwer Academic Publishers,1992.4 Alexander K oninger,Sigrid Bartel.3D2GIS for Urban Planning———Object Hierarchy,Methods And Inter2 activity.Proc.of(下转第26页)级)为它们分配计算机系统和网络资源,这是目前QoS研究的主要课题之一。

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