国内三维GIS发展状况和展望

国内三维GIS发展状况和展望
国内三维GIS发展状况和展望
随着知识经济时代的来临，信息将成为人类社会财富的源泉。

事物的时空特性为人们认识世界提供了更深的广度和宽度。

信息科学技术的飞速发展与广泛应用带动了全社会对空间信息的需求，因此空间信息必将成为国家或全球信息流中的重要组成部分，并逐渐发展成为当今社会最基本的信息服务之一。

地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS) 是在计算机硬软件支持下，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。

它在最近30多年的发展历程中取得了惊人的发展，并广泛应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。

计算机技术的迅速发展，使得GIS的功能和特点也随之发生了巨大的变化，尤其是近些年来，计算机大容量存储介质、多媒体技术和可视化技术等相继被引进到GIS中，已使GIS发生了新的变化。

我国对GIS的研究起步较晚，但是近二十年来，在各级政府和有关人士的大力呼吁和促动下，我国的地理信息系统事业突飞猛进，成绩巨大。

1、GIS将往高维化发展
GIS在矿山与地质领域的应用受到很大限制的重要原因是其在处理三维问题上的不足。

现有的GIS软件虽然可以用数字高程模型来处理空间实体的高程坐标，但是由于他们无法建立空间实体的三维拓扑关系，使得很多真三维操作难以实现，因而人们将现有的GIS称为二维
GIS或2.5维GIS。

矿山、地质以及气象、环境、地球物理、水文等众多的应用领域都需要三维GIS平台来支持他们大量的真三维操作。

空间可视化技术是指在动态、时空变换、多维的可交互的地图条件下探索视觉效果和提高视觉效果的技术。

虚拟现实(VR)技术，也称虚拟环境和人工现实，已在游戏中成功使用。

运用空间可视化技术和虚拟现实技术进行地形环境仿真，真实再现地景，用于交互式观察和分析，提高对地形环境的认知效果，是今后三维GIS可视化发展的一个重点。

基于虚拟地球构建三维场景，在其上叠加卫星影像、高程数据、矢量数据
四维GIS（4DGIS）一般是指在原有的三维GIS基础上加入时间变量而构成的GIS。

许多人认为地质特征是不变的，但实际上大部分地质特征是动态的、变化的，不是所有地质情况都是变化缓慢的，水灾、地震、暴风雨以及滑坡都会使局部地质条件发生快速而巨大的变化。

地质学家对4D(立体3D加上时间第4D)的
空间——时间模型尤感兴趣。

但是，增加一维将带来很大的问题。

比如数据量的几何级数增长，致使数据的采集、存取、处理都带来一系列的问题。

不过，这些问题可以在计算机技术、数据库技术以及相关电子技术的发展而得到解决。

因此，如何设计4DGIS并运用它来描述和处理地理对象的时态特征是一个重要的发展领域。

四维GIS还可以是指在原有的三维GIS基础上加入地形或地貌而构成的GIS，这种GIS特别适用于军队。

因为军事决策不仅需要地理信息的支持，在很大程度上还依赖于作战区域的地形地貌。

2、GIS将更加网络化、智能化和集成化
随着Internet/Intrannet的迅速发展，利用Internet技术在Web 上发布空间数据或用户通过Internet浏览空间数据是GIS发展的必须趋势。

事实上，万维网(WWW)已经成为GIS的新的操作平台。

不过由于万维网技术还很年轻，有着很大的发展空间，这也会WebGIS带来很好的发展机遇。

虽然GIS经过多年的发展已逐渐成熟，但其应用还主要停留在数据库、空间叠加分析上，缺乏知识处理能力和推理能力。

可以预见，智能GIS将得到很好的发展，从而更好地服务于社会和人类。

智能GIS 是指与专家系统(ExpertSystem简称ES)、神经网络、遗传算法等相结合的GIS，它实际上是基于知识的专家系统在GIS中的应用，它将在解决如城市规划与管理、交通运输管理、生态环境管理等问题时起到非常重要的作用。

地理信息系统作为一门应用性很强的综合性学科，它是由地理信息科学、地理学、地球系统学、管理学、市场学、遥感技术、全球定位技术、电子计算机技术和通讯技术等科学技术相互渗透而发展起来的一门新兴边缘学科。

GIS是在同这些技术集成中体现它的价值，随着这些相关学科和技术的发展，GIS必将得到发展。

随着现代科学技术的不断发展，会促进GIS更好更快地发展。

可以想象，在不久的将来，我们可以花很少的钱，就可以买到一个GIS 应用系统设备，它的大小如同一块手表，但功能却很强大。

探险者可以用它只身一人走出沙漠，士兵可以借助它实现单兵作战。

3、MGIS将在我军现代化建设过程中走上发展的快车道
应该看到，我军战场数字化建设水平与国外先进水平相比，还有很大的差距。

单兵数字化系统实质上就是一个对战场信息进行实时采集、存储、管理、施效的综合电子信息系统。

外军已经在这方面做了大量的工作并取得了初步的成果，而我军还远落在后面。

虽然我军的现代化建设目前还处于劣势，但只要我们抓住发展机遇，充分利用好现代科学技术的成果，我军现代化建设进程就能走上发展的快车道，这也就为MGIS的发展提供了良机。

结束语
随着计算机技术的不断发展，虚拟现实、3D、4D、专家系统等一些新的思想和技术正源源不断地充实到GIS中去。

在人类进入了信息时代后，GIS也必将借助因特网这一最新传输介质以实现地图交换和数据分布。

同时，空间信息可视化作为地理信息系统的新的研究领域，已经促进了GIS理论和技术的进步，拓宽了学科领域。

MGIS也将会借我军战场数字化建设的东风，得到快速发展，在未来的信息化战场上发挥重要的作用。