SpacEyes3D三维数字地球软件
三维地理信息系统在矿山中的技术研究与应用
22C omputer automation计算机自动化三维地理信息系统在矿山中的技术研究与应用魏忠侠（博兴县自然资源和规划局，山东 滨州 ２５６５００）摘 要：在现代科技和信息技术的迅猛发展下，整个社会步入了一个崭新的发展时期，这对各个社会领域的发展都有很好的推动作用。
从现实的角度来看，当前，三维ＧＩＳ的使用越来越广泛，例如，在日常的通信和城市的交通等方面，三维地理信息系统起着非常关键的作用。
而在矿井测绘中，利用三维地理信息系统不但可以大大提升总体的测绘工作效率，而且还可以对矿井测绘过程中多源、空间和时间特征等各种客观要素进行高效的处理。
为此，本文首先界定了三维ＧＩＳ的一般概念。
其次，对三维－ＧＩＳ的特性进行了详细的剖析。
最后，给出了矿井三维地理信息系统的具体实施方法。
关键词：三维地理信息系统；矿山技术研究；应用措施中图分类号：Ｐ２０８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２３－００２２－３Technical research and application of three-dimensional geographic information system in minesWEI Zhong-xia（Ｂｏｘｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ，Ｂｉｎｚｈｏｕ ２５６５００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｓｏｃｉｅｔｙ ｈａｓ ｅｎｔｅｒｅｄ ａ ｎｅｗ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｄｒｉｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｏｃｉａｌ ｆｉｅｌｄｓ． Ｆｒｏｍ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ， ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ． Ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， ｉｎ ｄａｉｌｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｒｂａｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ， ３Ｄ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｐｌａｙ ａ ｃｒｕｃｉａｌ ｒｏｌｅ． Ｉｎ ｍｉｎｅ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ， ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｗｏｒｋ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｖａｒｉｏｕｓ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｍｕｌｔｉ－ｓｏｕｒｃｅ， ｓｐａｔｉａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｒｓｔ ｄｅｆｉｎｅｓ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ３Ｄ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Keywords: ３Ｄ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ； Ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ； Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ收稿日期：２０２３－１０作者简介：魏忠侠，男，生于１９７９年，汉族，山东菏泽人，本科，工程师，研究方向：自然资源调查监测。
国内外二十个常规三维GIS软件基本概述
国内外二十个常规三维GIS软件基本概述以下是国内外二十个常规三维GIS软件的基本概述。
1. ArcGIS：ArcGIS是一款由美国ESRI公司开发的三维GIS软件。
它提供了强大的地理数据分析和可视化功能，支持各种数据格式和数据库，并具有丰富的分析工具。
2.QGIS：QGIS是一个开源的三维GIS软件，具有强大的功能和插件系统。
它支持导入和导出多种数据格式，并提供了一套完整的地理数据处理工具。
5. MicroStation：MicroStation是Bentley Systems公司开发的三维GIS软件，它具有强大的地理数据处理和可视化功能，支持多种数据格式和数据库。
6.SAGAGIS：SAGAGIS是一个开源的三维GIS软件，具有丰富的地理数据处理和分析功能。
它支持多种数据格式，并提供了一套完整的地理数据处理工具。
7.GRASSGIS：GRASSGIS是一个开源的三维GIS软件，具有强大的地理数据处理和分析功能。
它支持多种数据格式，并提供了一套完整的地理数据处理工具。
8. MapInfo：MapInfo是Pitney Bowes公司开发的三维GIS软件，它具有强大的数据分析和可视化功能，并支持多种数据格式和数据库。
9. ERDAS IMAGINE：ERDAS IMAGINE是Hexagon公司开发的三维GIS软件，它专注于地理图像处理和分析，并提供了丰富的遥感功能。
10. Geomagic Design X：Geomagic Design X是3D Systems公司开发的三维GIS软件，它提供了强大的地理数据建模和分析功能，并支持多种数据格式和数据库。
11. CityEngine：CityEngine是Esri公司开发的三维GIS软件，主要用于城市规划和建筑设计。
它可以通过参数化建模和规则编程生成城市模型。
12. SketchUp：SketchUp是Trimble公司开发的三维GIS软件，它专注于建筑和室内设计，并提供了简单易用的建模工具和丰富的素材库。
你不可错过的25款3D建模常用软件
你不成错过的25款免费3D建模经常使用软件之蔡仲巾千创作技术上, 三维指的是在三种平面（ X , Y和Z ）上构造对象 .缔造三维图形的过程可分为三个基本阶段：三维造型, 三维动画和三维渲染.三维（ 3D ）电脑绘图获得广泛使用, 它们在任何处所都可看见, 几乎是司空见惯, 应用于片子, 产物设计, 广告,电子等等.虽然它们罕见到, 但其实不意味着它们容易创立.为了交互式控制三维物体, 创立3D模型必需使用那些非专业用户少用的3D专业创作工具.三维模型通常是来源于计算机工程师使用某种工具创立的三维建模.因此创立三维模型是不容易的, 而且软件的本钱可能要花费一笔资金.另外我们应该去检验考试一些实用性的开源三维建模工具.通过网站之间的推广和阅读最终用户的意见和反馈之后, 我们为你带来你不应该错过的25个免费3D建模应用法式.清单如下：1.Blender一个自由和开放源码的三维建模和动画应用法式, 可用于建模, 紫外线展开, 纹理操纵, 水模拟, 蒙皮, 动画, 渲染, 粒子和其他仿真, 非线性编纂, 合成, 并建立互动的3D应用法式.2.K-3DK-3D是免费自由的三维建模和动画软件.其所有内容以采纳插件为导向的法式引擎为物色, 使K-3D酿成一个用途很广, 功能强年夜的软件包.3.Art of IllusionArt of Illusion 是免费的、开源的3D建模和渲染工作室.一些亮点包括基于细分曲面建模工具, 根据骨骼动画, 图形和设计语言法式结构和资料.4.SOFTIMAGE|XSI Mod Tool一款为那些有志于游戏开发商和模型制作者作出贡献的免费三维建模和动画软件.这款模型工具是一个非商业游戏制作的XSI 免费版本.它是每个人游戏、模型、3D等应用的一个必备工具.这款模型工具可拔出所有主要的游戏引擎和下一代游戏的开发框架, 休闲游戏, 现时著称的三维建模, 甚至基于Flash 的3D游戏.ZModeler (or Zanoza Modeler)是一款由Oleg Melashenko 开发的三维建模应用法式.它的目的致力于电脑游戏模型的制造者. ZModeler能够创立复杂的模型, 尽管它不支稳健要的建模功能, 如挤压, 或斜切.TopMod3d是一个自由, 开放源码, 便携, 平***立拓扑网建模系统, 使用户能够缔造多类、双层多方面的网格.它也可以创立实体模型, 可以利用各种原型快速成型技术.7.谷歌 SketchUp 6谷歌 SketchUp, 可以用来缔造, 分享和呈献三维模型的软件.您是否要为您的房子设计一个新的露台, 为谷歌 Earth建立模型, 或授教几何给你的五年级生, 您可以使用SketchUp在三维上看到您的想法.而当你做好了, 你可以导出一张图像, 用来制作片子或打印出你的杰作观赏.8.AutoQ3D Community - 3D EditorAutoQ3D Community是一种简单, 重量轻, 快速三维模型编纂工具, 能够利用你电脑显卡的全部处置资源, 让您快速形成原型的三维设计.其界面非常直观, 易于使用, 并免费提供.这是在GNU通用公共许可证的条件下发布的, 因此它将可免费使用, 修改和分发, 应用于任何教育, 专业或商业用途.9.Anim8orAnim8or 是一个三维建模和人物动画法式, 允许用户创立和修改3D模型与内置的模型, 如领域, 气瓶, 柏拉图式的固体等;网编纂和细分;样条, 挤压, 板条, 改性剂, 锥和扭曲.10.Seamless3dSeamless3d是免费的、开放源码的三维建模软件, 该软件专为艺术家提供自由学习平台而设计.BEL—CAD是一个功能强年夜、跨平台、建设性的立体几何造型系统, 包括一个交互式几何编纂器, 射线追踪渲染和几何分析, 支持网络分布式, 图像和信号处置工具.利用3DPlus您只需几分钟时间, 无需完成任何复杂的虚拟现实或其他项目, 即可以创立优秀三维设计模型. 3DPlus是惊人的三维设计软件, 可以让您不需要任何经验为您的家庭, 学校或公司建立令人惊叹的3D图形！13.3D Canvas3D Canvas 是一种实时三维建模和动画工具, 包括一个直观的拖放方式的3D建模.复杂的模型可以从简单的三维元中构造, 或用三维对象建立工具建立.建模工具提供变形, 造型, 和绘画3D对象.14.eDrawingseDrawings是一个免费软件工具, 能给用户检查能力, 创立和共享三维模型和二维图纸. eDrawings提供了共同的能力, 像点击动画, 这样更容易与任何一台PC来解释和理解2D和3D设计数据.15.Blink 3DBlink 3D 是一个创立3D环境的创作工具.三维环境就像今天的现代游戏画面和3D网页浏览器一样,有种身临其境的感觉.16.MinosMINOS延伸了你现有的二维或三维线框为基础的系统, 这样你就可以立即利用所有固体造型提供的好处优势了.Minos可以很容易设计三维部件和组件.该设计方法是基于界说简单的几何元素, 包括线路, 曲线, 和圈子, 然后连接在一起, 形成轮廓.17.freeCADfreeCAD是一款利用先进运动仿真能力的基本3D CAD.它适用于在学习3D CAD方面有兴趣的任何人, 而且使用更先进的封装之前可免费使用运动仿真.在分歧的领域, 其运动仿真能力和最好的比力, 能够提供准确的谜底给工程师和科学家.18.Bishop3DBishop3D是一款raytracer POV-Ray 最受欢迎和免费的互动建模和动画工具 , 是一个缔造三维照片般逼真图像的世界级渲染器. Bishop3D可以让你的情景模式互动和它会自动生成相应的POV-Ray SDL脚本.它提供了本地关键帧动画的支持, POV-Ray SDL导入和一个强年夜的纹理编纂器.19.K3DSurfK3DSurf是一款在三面、四面, 五面和六面方面可视化和操纵数学模型的法式. K3DSurf支持参数方程和Isosurfaces . K3DSurf 可以被每一个对三维数学绘图功能感兴趣的人使用, 而且用户不需要任何特殊权限.20.DesignWorkshop LiteDesignWorkshop是一款有关建筑设计及相关工作的三维建模法式.其共同的界面使它比任何事先建模软件都更加有“苹果样”的印象.这个接口允许它支持三个层面中的实际设计, 从而反对在其它媒介支持下制定出记录用的设计想法.GDesign 2.0是一款Windows下免费生成艺术的2D/3D应用法式.您可以利用GDesign交互生成, 测试和修改复杂的模型.您可以利用扩展LSystems和细胞自念头的工具创立, 编纂, 构建和预览巨年夜的二维和三维物体.22.Sweet Home 3DSweet Home 3D是一个免费的室内设计工具, 可以使你在三维预览下将一个2D家居平面上的家具布置好.Sweet Home 3D帮手人们迅速进行室内设计.用户可以：将现有平面图像画在他房间的墙壁上, 改变墙色或墙壁材质；导入他自己所创立或从分歧网站下载的三维模型, 改变其年夜小, 同时在3D视图上检查平面变动, 而且从空中的角度, 或从一个虚拟观赏者的角度, 都可打印落发居平面图和3D视图.23.***eSpace***eSpace7.6是一个功能齐全的三维制作软件包, 让您获得模型, 纹理, 光, 动画和渲染的3D内容.和传统的图片和片子一样, 你可以将3D内容上传到网上的共享空间和虚拟地球.24.Alibre Design XpressAlibre Design Xpress是一款丰富的和有能力的建立机械零件, 装配和二维图纸的三维实体模型工具, 而且是免费的.Alibre Design Xpres具备拥有基本三维设计能力的人才. Alibre Design Xpres有一系列丰富的综合教程, 您可以使用教程迅速了解和学习该产物.25.3DVia Shape3DVia Shape是一个免费的在线3D建模应用法式, 简化您三维方面创立, 发布和共享创意.这里有你可以选择创立三维原型和建模软件的3DVIA资料库.每个模型可在任何角度浏览, 旋转和缩放.。
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？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。
三维数字地球开发平台——FreeEarth
FreeEarth三维数字地球开发平台尖端技术可销售源码跨平台金牌服务西安恒歌数码科技有限公司目录一、平台概述 (1)1、平台介绍 (1)2、平台特性、优势及理念 (2)2.1、源代码可销售 (2)2.2、效果好 (2)2.3、功能齐全 (3)2.4、高性能 (4)2.5、跨平台 (4)2.6、二次开发 (5)2.7、金牌服务 (5)3、平台定位 (6)3.1、基础开发平台 (6)3.2、支持多行业应用 (6)3.2、优质服务 (12)三、平台功能................................................................................................. 错误！未定义书签。
1、平台结构：....................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1、数据层 (12)1.2、数据加载驱动层 (12)1.3、三维渲染支持层 (12)1.4、操作系统相关层 (13)1.5、高级三维渲染引擎 (13)1.6、业务扩展中间层 (13)1.7、FreeEarth三维数字地球开发平台 (13)1.8、FreeExplorer桌面应用 (13)2、平台功能介绍 (14)2.1、数字地球可视化 (14)2.2、海量多元数据集成和配置 (15)2.3、地形矢量分析 (17)2.4、场景特效 (18)2.5、挂件工具 (20)2.6、空间星系仿真 (21)2.7、地球光照仿真 (22)2.8、海洋效果仿真 (23)2.9、用户数据动态加载 (26)2.10、场景元素 (26)2.11、场景快照 (26)2.12、场景存取 (27)3、平台运行环境 (27)一、平台概述本节主要介绍FreeEarth三维数字地球开发平台及其优势、发展理念和平台业务发展定位。
十九个国内外主流的三维GIS软件
十九个国内外主流的三维GIS软件 介绍：Google Earth以三维地球的形式把大量卫星图片、航拍照片和模拟三维图像组织在一起，使用户从不同角度浏览地球。
Google Earth的数据来源于商业遥感卫星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird，IKOONOS及法国SPOTS。
特点：Google Earth凭借其强大的技术实力和经验，以其操作简单、用户体验超群的优势吸引了全球近十分之一的人口使用。
发展历程：Google于2004年10月收购了Keyhole公司，随之次年6月推出Google Earth系列软件。
产品形式：Google Earth客户端软件提供三个版本：个人免费版、Plus版、Pro版以及企业级解决方案，用于在企业内部部署Google Earth应用。
二重唱·美国国家航空和航天管理局（NASA）：World Wind--最强大的开源地理科普软件介绍：World Wind是NASA发布的一个开放源代码的地理科普软件，由NASA Research 开发，NASA Learning Technologies来发展，它是一个可视化地球仪，将NASA、USGS以及其它WMS服务商提供的图像通过一个三维的地球模型展现，还包含了火星和月球的展现。
软件用C#编写，调用微软SQL Server影像库Terrain Server来进行全球地形三维显示。
它通过将遥感影像与SRTM高程（航天飞机雷达拓扑测绘）叠加生成三维地形。
特点：World Wind最大的特性是卫星数据的自动更新能力。
这种能力使得World Wind 具有在世界范围内跟踪近期事件、天气变化、火灾等情况的能力。
拥有NASA血统的World Wind可以利用Landsat 7、SRTM、MODIS、GLOBE , Landmark Set 等多颗卫星的数据，将Landsat卫星的图像和航天飞机雷达遥感数据结合在一起，让用户体验三维地球遨游的感觉。
地球仪3d全景图软件
地球仪3d全景图软件
地球仪3D全景图软件优势
1、可以让用户立即获得地球上任何一个角落的立体图像、地形以及详细的地理信息。
2、这款应用程序使用高清卫星图像技术，让你立即从卫星拍照的视角上查看世界上的任何区域，
3、提供具有逼真细节的三维全景地图、地形地图和标记的地图机制。
地球仪3D全景图软件特色
1、或者你也可以自行旋转，轻松查看地球的形状以及各种地理位置。
2、专业的地球仪模式和谷歌地图可以在线结合查看，让你可以在线更好的进行观察。
3、日常学习以及生活中都可以用到，软件体积也非常小，不会影响到你的手机运行哦。
地球仪3D全景图软件亮点
1、有了3d地球仪，你可以看到各种立体状态下的地方，世界各地都可以轻松看到。
2、全新的三维地球，你可以选择轻松折叠展开，任你在手机上操作。
3、拥有自动的旋转功能，就想地球自转一样，你可以观测到更加自然的模式。
地球仪3D全景图软件功能
1、高清卫星图像技术：使用高清卫星图像技术展示全球各地的景象;
2、实时更新：地球仪3D全景app可以实时更新地图信息，让用户获取最新的地图信息;
3、捏合缩放：可以通过手指的操作进行缩放和旋转视角，具有非常高的互动性。
地球仪3D全景图软件描述
1、用户指南：提供用户指南，让用户更好地了解应用程序的使用方法和技巧;
2、离线模式：支持离线地图模式，无需连接互联网即可使用;
3、搜索功能：提供强大的搜索功能，让用户可以快速找到需要查看的地点。
三维数字地球(LocaSpace-Viewer)在高中地理教学中的应用初探
三维数字地球（LocaSpace-Viewer）在高中地理教学中的应用初探作者：***来源：《求学·教学教研版》2018年第11期摘要：随着信息技术与课程融合的不断深入，越来越多的信息化手段融入我们的课堂教学当中，同时各种信息技术软件更加智能化、操作人性化、使用门槛降低，使得很多教师更加乐于使用信息技术手段解决课堂教学的重难点。
三维数字地球（LocaSpace-Viewer，简称“LSV”）是一款地理教学中非常实用的地理信息技术软件，本文结合近年来笔者对“三维数字地球”在课堂应用的心得，从“三维数字地球”的功能介绍、“三维数字地球”的课堂应用案例分析、“三维数字地球”的应用优势等方面，介绍“三维数字地球”在高中地理教学中的应用。
关键词：三维数字地球（LocaSpace-Viewer）;地理教学;应用随着现代化达标建设和三通两平台的建立，为信息技术的应用提供了硬件保障和网络支撑，近年来笔者在教学中不断尝试将“三维数字地球（LocaSpace-Viewer，简称“LSV”）”技术融入高中地理课堂，经过几年的实践和探索，发现“三维数字地球（LSV）”不仅转变了学科知识的呈现方式、学习方式，更多地还在转变我们的思维方式。
下面介绍一下笔者对三维数字地球（LSV）在高中地理教学中的应用的浅显认识。
一、三维数字地球的主要功能“三维数字地球（LSV）”是一款国产的专业虚拟地球软件，集成了谷歌地图、天地图、微软地图以及气象地图、地质图等影像，能够实现倾斜投影、快速地浏览、测量、分析和标注三维地理信息数据，并支持离线使用。
其主要功能有：1.地图及影像浏览功能三维数字地球集成了多款地图数据，能够实现各类在线数据，如谷歌地图（包括谷歌影像、谷歌历史影像）、天地图、微软地图以及气象地图、地质图等影像添加，也可以添加本地数据。
通过添加各类影像数据，用户可以在显示窗口任意浏览、查询所需要的地图和影像信息，同时三维数字地球以3D视图形式进行地图浏览和呈现。
两款三维GIS软件对比：Skyline和EV-Globe
自20世纪60年代世界上第一个GIS ——加拿大地理信息系统（CGIS）问世以来，短短40余年，GIS技术从蹒跚学步走向了茁壮成长，在土地管理、电力、电信、城市管网、水利、消防、交通以及城市规划等领域得到了广泛、深入的应用。
但随着在各行业的纵深应用，GIS技术开始面临应用“瓶颈”——将现实世界简化为平面上二维投影，注定了二维GIS在描述三维空间现象上的无能为力。
于是，从E都市、都市圈、城市猎人到Google Earth的横空出世，三维GIS 在带给人们前所未有的视觉冲击的同时，也向人们展示了GIS技术发展的新趋向。
国外主要三维GIS软件：Skyline、World Wind以及Google Earth国内主要三维GIS软件：北京国遥新天地信息技术有限公司开发的EV-Globe、适普软件有限公司的IMAGIS，灵图软件技术有限公司的VRMap、武汉地大信息科技发展有限公司的InfoEarth?TelluroMap等，还有最近出来的Smartearth。
由于三维GIS是由二维GIS发展而来，在空间数据处理、矢量数据查询等传统GIS技术方面各主流厂商之间可以说是难分伯仲。
而数据处理效率、三维空间分析、系统可扩展性等方面成为了考验三维GIS软件性能的重要指标。
海量空间数据管理。
三维空间信息数据与传统二维数据相比，具有数据极端复杂和数据量庞大的特点，这对软件的空间数据管理和调度能力提出了很高的要求。
Skyline具有强大空间信息展示功能，支持SDE服务，Oracle空间数据库等，能从多种途径获取空间数据。
EV-Globe可以将数据统一放在后台服务器上，成功解决了基于网络的海量空间数据管理问题，可实现将不同尺度、不同类型的基础地理数据、遥感影像数据、数字线划图、三维模型等空间数据的一体化存储、管理和调度。
空间分析。
二维GIS的空间分析功能常具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等。
EarthVision操作手册
修改井标注文件：
在文件列表里面选择dnwell.ann弹出如 上窗口，在这里我们可以对井名，井符 号进行修改。选择Zoom → Range and Scale，弹出如右图所示的对话框。
第五部：离散数据网格化
对于二维数据，EarthVision提供两种网 格化的方法，最小张力网格和趋势网格 发。点击主菜单的Modeling选项就可以 选择网格方法，选择2-D Minimum Tension Gridding可以打开网格化菜单。 如上图所示。
首先需要分别选择，需要网格的离散数 据和断层文件。然后选择数据范围如图 所示Range下面提供 三种选项Exact scat tered data range 是 用准确的离散数据的范围，Scattered data range + 5% 是用离散数据的范围加 百分之5，Get range from another grid 是选用其他网格的范围，用户可以根据 自己需要选择。
在这里我们可以对井名的基本属性进行 修改，如颜色，字体，大小等等。编辑 完成后再选择所有的井符号，点击
Attributes → Changebasecattributes 则弹出右图窗口
在这里我们可以对井标注的颜色，符号， 大小进行修改，注意左右两图的区别。 所有编辑完成后点击Save进行保存井标 注文件就制做完毕了。
EarthVision的主界面及各菜单的主要功能：
该软件的使用环境是IRIX5.3以上和 salerias2.4以上版本。该软件的许可证 是网络浮动的，在安装该软件的某台机 器的shell下运行ev，就可以启动 EarthVision主菜单。
SXEarth_Pro帮助手册 (1)
SXEarth Pro V3.7 晟兴三维数字地球高级版用户手册北京晟兴科技有限公司2017年9月30日目录1 了解SXEarth Pro (1)1.1 SXEarth Pro介绍 (1)1.2 SXEarth Pro功能特点 (1)2 运行环境 (3)2.1 操作系统 (3)2.2 硬件环境 (3)2.3 OpenGL标准支持 (4)3 SXEarth Pro下载安装 (4)3.1 SXEarth Pro下载 (4)3.2 Windows版安装 (5)3.3 Linux版安装 (7)3.4 微信公众号 (8)3.5 界面样式 (8)4 SXEarth Pro基本操作 (9)4.1 项目文件 (9)4.2 天气环境 (9)4.3 窗口操作 (13)4.4 场景面板和属性面板 (14)4.5 二三维一体化 (14)4.6 二三维浏览 (14)4.7 触控浏览 (15)5 SXEarth Pro卫图下载 (16)5.1 卫图下载介绍 (16)5.2 谷歌地球影像和高程下载 (16)5.3 地图下载 (19)5.4 四种输出格式如何选择 (21)5.5 影像切片、高程切片 (21)5.6 卫图下载常见问题 (22)6 SXEarth Pro数据导入 (22)6.1 导入图像数据 (22)6.2 打开在线数据 (24)6.3 图像颜色调整 (26)6.4 导入高程数据 (29)6.5 编辑高程属性 (30)6.6 导入矢量数据 (32)6.7 编辑矢量属性 (33)6.8 添加遮罩层 (34)6.9 导入倾斜摄影模型 (35)6.10 导入三维模型 (36)6.11 编辑模型属性 (39)6.12 建筑建模工具 (41)6.13 添加Vaps-XT仪表 (42)6.14 添加KML文件 (42)6.15 添加粒子特效 (42)6.16 模型路径动画 (44)6.17 相机路径动画 (45)6.18 相机关键帧动画 (46)7 SXEarth Pro模拟飞行 (47)7.1 机场集成 (47)7.2 驾驶飞行 (47)7.3 更换机型 (47)7.4 读取飞行轨迹数据文件飞行 (47)8 SXEarth Pro与FlightGear集成 (48)8.1 FlightGear晟兴地球版介绍 (48)8.2 FlightGear晟兴地球版特点 (48)8.3 下载安装 (48)9 SXEarth Pro矢量编辑，态势标绘 (48)9.1 绘制和编辑矢量 (48)9.2 编辑矢量属性 (53)9.3 导出标记为模型 (53)9.4 态势标绘 (53)9.5 纹理填充矢量 (54)9.6 修改矢量样式 (56)9.7 矢量样式脚本 (58)9.8 导出矢量 (59)10 SXEarth Pro测量与分析 (60)10.1 测量工具 (60)10.2 通视分析 (61)10.3 地形截面 (62)10.4 视点位置 (63)10.5 经纬网格 (64)10.6 地形缩放 (65)10.7 高程晕渲 (66)10.8 油彩地形 (67)10.9 地形GLSL编辑 (68)10.10 配置在线GIS数据 (69)10.11 官方网站浏览 (73)11 SXEarth Pro工具 (75)11.1 位置查询工具 (75)11.2 模型格式转换工具 (76)11.3 图片格式转换工具 (77)11.4 图像切片工具 (78)11.5 矢量切片工具 (80)11.6 切片拼接工具 (81)11.7 TMS转Mbtile工具 (81)11.9 TFS转Mbtiles工具 (82)11.10 Mbtiles转TFS工具 (82)11.11 Mbtiles合并工具 (83)12 SXEarth Pro案例 (83)12.1 全球100个景点案例 (84)12.2 飞机沿曲线飞行案例 (84)12.3 矢量拉起案例 (84)12.4 高德地图案例 (84)12.5 几何体着色器案例 (84)12.6 全球建筑案例 (84)12.7 谷歌地球影像和高程案例 (84)12.8 Mbtiles格式读取案例 (85)12.9 矢量面区域填充植被模型案例 (85)12.10 多模型案例 (85)12.11 人口柱状图案例 (85)12.12 卫星按轨迹飞行案例 (85)12.13 多级shp读取案例 (85)12.14 体积云案例 (85)12.15 Splat油彩地形案例 (86)12.16 海洋Triton及舰船尾迹案例 (86)12.17 地面切开及模型填充案例 (86)13 SXEarth Pro更新记录 (86)13.1 3.8.0 更新记录 (86)13.2 3.7.0 更新记录 (86)13.3 3.6.0 更新记录 (87)13.4 3.5.0更新记录 (87)13.5 3.4.0更新记录 (88)13.6 3.3.1更新记录 (89)13.8 3.0.1更新记录 (89)13.9 2.9.1更新记录 (90)13.10 2.8.0更新记录 (91)13.11 2.7.0更新记录 (92)13.12 2.6.1更新记录 (94)13.13 2.3.0更新记录 (95)13.14 2.2.2更新记录 (96)13.15 2.2.0更新记录 (96)13.16 2.0.0更新记录 (96)13.17 1.8.0更新记录 (97)13.18 1.7.1更新记录 (97)13.19 1.6.1更新记录 (97)13.20 1.5.1更新记录 (98)13.21 1.3.1更新记录 (98)13.22 1.2.1更新记录 (98)13.23 1.1.1更新记录 (99)13.24 1.0.0发布 (99)1 了解SXEarth Pro1.1 SXEarth Pro介绍SXEarth Pro是一款永久免费的3DGIS平台软件。
三维数字地球软件
三维数字地球软件随着空间信息技术的迅猛发展，计算机硬件性能和网络带宽速度的不断提高，越来越多的“三维数字地球”软件相继问世，为人们的生活带来了翻天覆地的变化。
谷歌地球（GoogleEarth美国）2005年6月，谷歌（Google）推出谷歌地球（GoogleEarth）这款三维地球软件后，马上得到了全球众多用户的喜爱，无数人领略到了空间信息技术的魅力。
伴随着谷歌地球软件在网络上的流行，空间信息技术开始服务于普通老百姓。
只要电脑连上互联网，安装好客户端软件，用户就可以在谷歌地球上看到卫星图像、地图、地形和三维建筑，包括外太空的银河系以及大洋峡谷等。
现在谷歌地球已经更新到5.2版，中文版也已推出。
最新谷歌地球版本分级有所调整，分为免费版、高级版和企业解决方案3个版本。
谷歌公司虽然也提供高级版和企业解决方案，但是在国内鲜有行业方向的深入应用。
目前谷歌公司更愿意把谷歌地球打造成一个公共平台，为大众提供公共信息和服务。
世界风（WorldWind美国）世界风（WorldWind）是美国宇航局的一个开放源代码的项目软件。
在国内，这款软件有多种译名，比如“世界风”和“地球放大镜”。
和谷歌地球一样，世界风只有连上互联网才能访问服务器上发布的数据。
通过世界风我们可以免费使用娜莎（NASA卫星名称）发布的海量数据，包括卫星影像、雷达遥感数据和气象数据等。
由于免费，不少空间信息技术人员、学生和科研人员都对世界风产生了浓厚的兴趣。
天际浏览（SkylineTerraExplorer美国）与谷歌地球和世界风不同，天际（Sky－line）可以提供行业用户使用，在局域网的环境下，也可以搭建三维地理信息系统。
但相比较而言，天际价格昂贵，主要适合研究经费充足的单位。
大型三维空间信息系统平台智慧地球之眼（EV-Globe国内）来自北京国遥新天地信息技术有限公司的大型三维空间信息系统平台智慧地球之眼（EV-Globe）软件，集成最新的地理信息和三维软件技术，具有大范围的、海量的、多源的数据一体化管理和快速三维实时漫游功能，支持三维空间查询、分析和运算，可与常规地理信息系统（GIS）软件集成（地理信息系统软件提供存储、显示、分析地理数据的功能），提供全球范围基础影像资料，方便快速构建三维空间信息服务系统，亦可快速在二维地理信息系统完成向三维的扩展，是新一代的大型空间信息服务平台。
基于osgearth的国产航天三维仿真软件设计
基于OSGEARTH 的国产航天三维仿真软件设计①施 斌, 王 华, 伍辉华, 姚宇婕, 杨 洋(中国卫星海上测控部, 江阴 214431)通讯作者: 施 斌, E-mail: tempsb@摘 要: 针对目前航天领域缺乏经过验证、能够可靠应用于全国产化平台的三维仿真软件, 本文基于OSGEARTH 设计和实现了一款国产航天三维仿真软件. 通过地球影像和高程数据的差异化加载、场景树的优化构建、弹道数据筛选等设计策略, 解决了在全国产化平台上进行三维仿真的可靠性和渲染效率问题, 并得到了仿真实验的有效验证.关键词: OSG; OSGEARTH; 三维仿真; 国产化引用格式: 施斌,王华,伍辉华,姚宇婕,杨洋.基于OSGEARTH 的国产航天三维仿真软件设计.计算机系统应用,2019,28(12):105–111. /1003-3254/7190.htmlDesign of 3D Space Simulation Software for Domestic Platform Based on OSGEARTHSHI Bin, WANG Hua, WU Hui-Hua, YAO Yu-Jie, YANG Yang(China Satellite Maritime Tracking and Control Department, Jiangyin 214431, China)Abstract : Now, space field lacks 3D simulation softwares that are verified and can be used on all-domestic platform reliably. We introduce some design strategies, such as differentially loading Earth image and elevation data, optimized build of scene graph, filtering of trajectory data, and so on. The proposed software can solve the reliability and rendering efficiency problems in 3D simulation on all-domestic platform. Some simulation experiments have been conducted to valid reliability and rendering efficiency.Key words : OSG; OSGEARTH; 3D simulation; domesticization引言目前, 航天领域的各类三维仿真软件仍然较依赖于国外成熟商用组件(如STK [1,2]), 或者依赖于X86架构的硬件平台, 无法完全满足“自主可控”要求. “自主可控”就是要依靠自身研发设计, 全面掌握产品核心技术, 实现信息系统从硬件到软件的自主研发、生产、升级、维护的全程可控. 目前, 国内已经开展了很多基于OSG 或OSGEARTH 的跨平台研究和应用, 主要应用于虚拟校园漫游、城市三维场景、空战模拟场景、战场态势等方面[3–9], 在航天三维仿真领域应用[10–13]不多, 在全国产化平台(国产CPU 板卡和国产操作系统)上经过可靠性和性能验证的更是空白.本文尝试针对全国产化平台进行航天三维仿真软件的设计和实现, 以解决在全国产化平台上进行三维仿真的可靠性和渲染效率问题.1 相关概念1.1 国产化在CPU 领域, 目前较主流、成熟的国产化CPU 是飞腾和龙芯. 飞腾CPU 采用ARM 指令集, 目前主推的是FT1500A 芯片, 龙芯CPU 采用RISC 指令集, 目前主推的是龙芯3A3000芯片, 主频均达到1.5 GHz.计算机系统应用 ISSN 1003-3254, CODEN CSAOBNE-mail: csa@ Computer Systems & Applications,2019,28(12):105−111 [doi: 10.15888/ki.csa.007190] ©中国科学院软件研究所版权所有.Tel: +86-10-62661041① 收稿时间: 2019-04-15; 修改时间: 2019-05-16; 采用时间: 2019-06-11; csa 在线出版时间: 2019-12-10国产化CPU芯片与X86芯片(主频大多在2.8 GHz以上)相比, 主频相对落后, 使用体验上存在明显差距, 特别是在软件编译、图形绘制等计算量大的任务中更为明显. 在显卡领域, 目前尚未推出成熟的国产化显卡产品, 暂时仍依赖国外显卡. 在操作系统领域, 目前已出现了中标麒麟、银河麒麟、深度Linux等多种国产操作系统, 已经具备较强的替代能力, 但在运行稳定性、性能等方面存在短板.1.2 OSG与OSGEARTHOSG是一个开源的场景图形管理开发库, 为图形图像应用程序的开发提供场景管理和图像渲染优化功能[14]. OSG具备跨平台特性, 可以在大部分CPU上编译通过, 可以运行于Windows、Linux等大多数操作系统, 具备线程安全性.OSGEARTH是一个基于OSG的开源跨平台类库, 提供了一个地理空间SDK和地形引擎, 可以从数据源构建可视化地形模型和影像, 方便快速构建基于三维数字地球的各类应用, 在各领域已有广泛应用.2 系统设计2.1 系统架构航天三维仿真软件的系统架构如图1所示, 底层是麒麟国产操作系统, 第二层的Qt提供基本界面功能支持, 第三层的OSG提供三维仿真基础框架和功能,第四层的OSGEARTH提供三维数字地球相关的应用接口, 顶层是三维仿真软件. 三维仿真软件主要包括了场景资源初始化加载、三维场景管理、关键事件与视点控制、仿真动画控制、粒子系统控制、数据驱动、弹道数据筛选、弹道外推、地球自转及轨道推算、测站自动跟踪、多屏切换、场景配置等主要功能模块.关键流程如下: 软件初始化时基于OSGEARTH 加载地球影像和高程数据从而构建三维数字地球场景,然后通过网络接收弹道、关键事件等各类任务数据,弹道数据经过筛选、插值处理后驱动飞行器位置变化,关键事件数据通过事件机制触发相应动画播放, 各模块协同实现飞行器三维仿真.2.2 地球影像和高程数据的组织在三维数字地球的构建过程中, 涉及到地球的影像和高程数据的组织. 软件通过OSGEARTH自动加载指定位置的影像和高程数据, 叠加渲染在地球表面.考虑到影像和高程数据量大, 非常消耗软硬件系统资源, 而全国产化平台的性能一般, 因此必须对影像和高程数据的加载进行优化.图1 软件系统架构图对于影像数据, 地图影像数据量很大, 10级全球地图影像大约需要15 GB, 而道路标注影像数据相对较小. 考虑到高精度影像数据不但占用空间, 在进行三维场景渲染时也非常耗费资源, 影响渲染效率. 因此, 软件采用分区域分层方式加载不同精度影像数据, 共分三层: 底层采用中等精度级别(如10级)的全球地图影像, 中间层采用较高精度级别(如16级)的全球道路标注影像, 上层采用较高精度级别的各发射场区域地图影像(如11–16级). 当在火箭起飞离地面较近、可视地域较小时调用发射场区域的高精度数据, 当火箭或飞行器远离地面、可视地域较大时调用全球低精度数据, 而道路标注层数据量不大, 采用全球高精度数据.对于高程数据, 同样存在数据量大的问题, 但简单地通过上述方式加载高程数据无法避免出现较明显的“地形断裂”现象. 因此, 软件仅在中国区域加载了一层中等精度级别(如10级)的高程数据, 其他区域未使用高程数据. 当火箭起飞至进入大气层前, 恰在中国区域范围内, 此时距离地面较近, 加载中等精度地形, 当火箭进入大气层后, 此时距离地面较远, 高空俯瞰对地形的关注程度降低, 没有加载地形基本不影响整体演示效果.通过差异化的加载策略, 在不同场景切换时, 影像和地形不会出现明显突变现象, 最大限度地减少了实时渲染的数据量, 有效提升了渲染效率, 保证了流畅的仿真效果.2.3 三维场景的组织与构建OSG中存在场景树的概念, 这棵树是一棵由Node计算机系统应用2019 年 第 28 卷 第 12 期(节点)组成的树, 反映了场景的空间结构和可绘制对象的状态. 场景树结构的顶部是一个根节点, 从根节点向下延伸, 各级树枝上的Group节点(组节点)包含了几何信息和用于控制其外观的渲染状态信息, 底层的Geode节点(叶节点)包含了场景中物体的实际几何信息[15].通过建立场景树, OSG可以高效地渲染对应的三维场景.根据场景树的定义, 构建出整个三维仿真场景对应的场景树结构, 如图2所示.图2 三维场景组织图顶层的rootNode是整个场景的根节点, 第二层的earthNode表示整个地球节点, 所有具体的场景节点都隶属于该节点控制, 第三层的earthPATNode是地球惯性系旋转节点, 可以控制地球自转, 其下属所有节点均随着该节点的旋转变化而进行相应的相对变化, 第三层有3个分支: 左侧的skyNode及其下各级节点是通过OSGEARTH加载外部的影像和高程数据后自动创建的, 描述了天空和地球地形; 中间的earthGroup是包含了各种附属于地表模型的组节点, 第四层的3个节点分别代表测站、星下点轨迹和发射塔架, 第五层及以下均是各类测站、星下点轨迹和发射塔架的具体组成节点; 右侧的rktRootNode是火箭的根节点, 第四层的rktLocalMT是火箭局部位移节点, 用于完成火箭整体模型加载后从模型坐标系到真实火箭坐标系的转换,其下各级节点是火箭的各级部件和载荷的分层节点, centerMTNode是火箭中心位置节点, 用于在火箭部件分离后火箭中心位置的调整, 其下的节点是火箭轨迹线叶节点.某级节点的旋转平移就可以改变对应仿真对象的位置姿态, 增加和删除某个节点就可以显示和隐藏相应仿真对象. 在运行时, OSG将会按照以上的场景树结构逐层裁剪、渲染三维场景, 通过合理、灵活地组织、调整场景树, 即可高效地完成场景的渲染, 有效提升在全国产化平台上的渲染效果.2.4 弹道数据筛选方法通过网络接收以驱动飞行器模型的弹道数据可能存在非正常数据(主要是相对飞行时出现跳动), 因此在后端弹道数据插值处理前应先进行相应的筛选, 避免不必要的计算处理, 有效提升飞行器仿真流畅程度.整体流程只要满足网收启动的条件就循环执行.内部基本流程如下: 首先, 如果没有新数据到达或为非弹道类数据, 则结束本轮处理, 否则继续根据弹道数据和起飞时间计算当前弹道飞行时间rt, 获取本地飞行时间lft(每秒自动计算当前本地时间与起飞时间之间的差值), 并获取上一帧弹道数据的飞行时间rt0; 然后,判断rt和rt0的大小, 如果rt小于rt0, 则数据非法, 结束本轮处理, 否则继续判断rt和lft的绝对误差, 如果误差超过阈值Threshold, 则数据非法, 结束本轮处理,否则数据合法, 继续完成弹道数据插值处理并更新数据引擎驱动模型的位置变化, 转入下一轮处理. 整体流程如图3所示.2.5 弹道外推自动控制在飞行器飞行过程中存在滑行段的过程, 即一段时间没有弹道数据更新, 或者突发的链路故障导致没有弹道数据更新, 但飞行器模型的位置却不能中断更新, 因此需要设计自动启停的弹道外推控制机制, 根据当前速度和位置矢量预测飞行器的位置和速度, 保证飞行器位置连续更新.软件中设计了弹道计数监视器DDMonitor和弹道外推驱动器PredictDriver, 弹道计数监视器用于监视接收的弹道数据的计数并产生启动和停止信号, 弹道外推驱动器用于实际控制弹道外推的启动和停止, 这两个类都是线程类, 主体函数Run函数在各自的线程中执行. 当DDMonitor每隔固定时间进行轮询, 如果判定进入滑行段则向PredictDriver发送DDStop信号, PredictDriver启动弹道外推, 如果判定退出滑行段则向PredictDriver发送DDRecover信号, PredictDriver 停止弹道外推.弹道计数监视器DDMonitor的轮询控制流程如图4所示, 其中tSinceLast表示距离上次收到有效弹道后轮询的次数, isHXD表示滑行段标志(true为滑行段, false为非滑行段), isStart表示线程运行标志, lastCount 表示上次收到的有效弹道计数值, maxSpan表示判定进入滑行段的最大轮询次数.2019 年 第 28 卷 第 12 期计算机系统应用图3 弹道筛选流程图2.6 测站自动跟踪在飞行器仿真过程中, 需要显示各测站到目标飞行器的跟踪状态. 当目标飞行器相对于测站出地平, 即仰角大于等于0度, 测站开始跟踪, 显示跟踪线, 当目标飞行器相对于测站入地平, 即仰角小于0度, 测站停止跟踪, 隐藏跟踪线.基于目标跟踪的原理[16], 通过OSG中节点更新回调机制实现测站自动跟踪. 某个测站到目标飞行器的跟踪线通过跟踪线场景节点对象lineNode定义, lineNode 节点注册一个节点回调对象TTCNodeCallback. 测站自动跟踪的流程是这样的: 当渲染整个三维场景的场景图且遍历至lineNode节点时, 会自动调用回调函数并传入该测站的地理位置信息和飞行器目标节点对象targetNode, 根据targetNode获取当前时刻目标的地理位置信息, 从而计算出该测站到目标节点的仰角E. 如果E<0, 则清理lineNode的显示缓存, 隐藏跟踪线, 否则用测站和目标的位置信息更新lineNode的顶点信息, 刷新lineNode的显示缓存, 从而显示跟踪线.图4 弹道计数监视器轮询控制流程图2.7 基于地惯坐标系的地球自转设计在航天器分离后, 需要根据轨道根数推算航天器飞行轨迹并展示. 基于地惯坐标系的轨迹能形成趋于闭合的大椭圆轨迹, 符合航天器在轨态势显示的需要.OSGEARTH中的世界坐标系是按照地固坐标系定义的, 原点在地球中心, x轴向右(指向本初子午面), y轴指向屏幕里, z轴(地轴)向上. 在该坐标系下地球是静止的, 而地惯坐标系下地球是自转的. 因此需要实现坐标系的转换和地球的自转.首先, 进行坐标系转换. 采用瞬时真赤道地心系(一种地惯坐标系)定义场景的坐标系统, 而地固坐标系与它的差别即地球自转角——格林尼治恒星时S0[17]. 因此, 在系统初始化时根据当时时刻计算S0, 让地球绕z轴旋转S0角度, 完成地球初始位置的设定.然后, 实现地球的自转. 在场景树中, 地球是其中的一级节点, 利用OSG中节点更新回调机制控制地球节点进行连续角度的旋转变化, 从而实现地球的自转计算机系统应用2019 年 第 28 卷 第 12 期效果. 地球节点注册一个节点回调对象EarthRotate Callback, 当渲染整个三维场景的场景图且遍历至地球节点时, 会自动调用回调函数并传入地球节点对象, 回调函数的流程如图5所示, 其中t0表示当前时刻值, lastT表示上一次回调时刻值, dt表示本次回调与上次回调的时间间隔, Span表示更新地球旋转的时间间隔(例如, 按照1秒24帧的刷新频率, Span就设置为1/24秒), EarthRotSpeed表示地球自转角速度常量(7.292e–5 rad/s), deltaZaw表示dt时间间隔对应的地球自转角度.图5 地球自转回调函数流程图2.8 多屏输出与切换控制实际应用中, 三维仿真窗口常需投影到外部设备(如超长超宽屏幕)进行全屏演示, 这种需求往往通过分别部署于两个平台的控制端和显示端软件进行通信来实现. 软件利用支持多屏输出显示的显卡和Qt中QDesktopWidget多屏显示[18]技术实现了同一软件在同一平台上进行多屏扩展显示与切换控制的效果, 降低了软件结构的复杂性, 避免了对网络通信的依赖, 有效提升了在全国产化平台环境下切换控制的可靠性.以扩展3屏显示为例说明. 在多屏显示环境的系统中, 应用程序所在屏幕默认为主屏幕(screen 0), 其他屏幕都是扩展屏幕(screen 1, screen 2, …), 主屏幕的左下角屏幕坐标为(p.x, p.y). 整个扩展显示区域横跨了3个扩展屏幕, 其左下角坐标为(p.x+p.width, p.y), 宽度e1.width+e2.width+e3.width, 高度为p.height, 其中p、e1、e2、e3分别表示主屏幕和3个扩展屏幕, width 表示屏幕的宽度, height表示屏幕的高度, 如图6所示.图6 多屏显示区域的定义在切换扩展显示时, 首先按照上述定义扩展显示区域对象extWinGeometry, 设置其宽度和高度; 然后,将软件界面中的仿真演示窗口部件对象viewerWidget 设置为扩展窗口extendWindow的中央窗口部件, 将extendWindow的显示区域设置为extWinGeometry, 设置extendWindow为无边框显示模式; 最后, 更新显示extendWindow即可实现扩展3屏效果. 这样, 主屏幕显示软件的控制界面, 扩展的3屏显示仿真演示窗口.3 国产平台下的仿真验证在研发机房部署仿真验证环境, 包括两台工作站,一台是国产化工作站(飞腾1500A、16 GB内存、1 TB 硬盘、AMD RX570独显、银河麒麟操作系统4.0.2),部署航天三维仿真软件, 一台部署数据仿真重演软件及数据处理软件. 仿真重演软件加载仿真数据发送到数据处理软件经处理后, 模拟任务网络环境向三维仿真软件发送数据, 验证三维仿真的可靠性和渲染效率.仿真重演软件以100帧/s的帧频发送数据, 三维仿真软件接收、仿真渲染均正常. 飞行器三维仿真全过程中, 仿真环境逼真、飞行器位置和姿态调整流畅,实时监测结果如图7所示, 实时采集的三维渲染性能统计结果如表1所示.2019 年 第 28 卷 第 12 期计算机系统应用图7 三维仿真渲染效率实时监测结果表1 实时采集的三维渲染性能统计统计指标含义值帧速率每秒钟渲染帧数(fps)28.78事件处理时间每帧事件处理时间(ms) 1.72更新时间对场景树遍历更新时间(ms)0.43拣选时间对场景树遍历拣选时间(ms) 1.32绘制时间对场景树遍历绘制时间(ms) 6.81GPU 渲染时间显卡GPU 渲染时间(ms)28.65几何体数当前渲染的几何体数量(个)496三角形数当前渲染的三角形数量(个)207 862顶点数当前渲染的顶点数量(个)311 578根据实时渲染性能统计, 在绘制几何体和三角形数量较大的情况下, 平均渲染帧率不低于24 fps, 能够较好满足三维仿真的需求.测站跟踪、模型动画、地惯坐标系下轨迹效果如图8至10所示.图8 测站跟踪图9 火箭助推器分离动画4 结论本文基于OSGEARTH 设计和实现了一款国产航天三维仿真软件, 通过地球影像和高程数据的差异化加载、场景树的优化构建、弹道数据筛选等设计策略,解决了在全国产化平台上进行三维仿真的可靠性和渲染效率问题, 并通过仿真实验进行了验证.图10 空间目标在地惯坐标系下的轨迹下一步的研究方向:(1)进一步研究大规模地形组织和渲染效率的优化问题, 使得软件加载更大范围、更高精度的地形成为可能;(2)在现有软件基础上, 进一步实现可视化任务完成情况快速评估功能, 并拓展至空间态势感知领域.参考文献张云燕, 张科, 李言俊, 等. 基于STK 的月球任务设计与仿真. 火力与指挥控制, 2008, 33(11): 13–16. [doi: 10.3969/j.issn.1002-0640.2008.11.004]1范纪松, 任辉, 史红艳. STK 三维战场态势研究与实现. 火力与指挥控制, 2017, 42(6): 132–135. [doi: 10.3969/j.issn.1002-0640.2017.06.030]2吴晓雪, 王魏, 李响, 等. 基于osgEarth 虚拟校园漫游的研究. 现代电子技术, 2017, 40(20): 18–21.3王雷, 丁华. 基于OSGEarth 的大型三维空战场景的搭建.软件, 2016, 37(1): 114–116, 131. [doi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2016.01.025]4于艳超, 许捍卫, 吴小东. 基于OSGEarth 的城市三维地物模型组织与调度研究. 测绘与空间地理信息, 2014, 37(11):63–67. [doi: 10.3969/j.issn.1672-5867.2014.11.018]5韩哲, 刘玉明, 管文艳, 等. osgEarth 在三维GIS 开发中的研究与应用. 现代防御技术, 2017, 45(2): 14–21. [doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2017.02.003]6陈波, 任清华, 杨化斌. 基于OSGEARTH 的三维数字地球平台设计与实现. 电子科技, 2015, 28(10): 65–68. [doi: 10.3969/j.issn.1009-6108.2015.10.034]7吴小东, 许捍卫. 基于OSGEarth 的城市三维场景构建. 地理空间信息, 2013, 11(2): 107–110. [doi: 10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.034]8余航. 基于OSG 的战场态势三维可视化关键技术研究[硕9计算机系统应用2019 年 第 28 卷 第 12 期士学位论文]. 西安: 西安电子科技大学, 2017.赵小丹. 基于OSG 的航天任务三维仿真系统研究与实现[硕士学位论文]. 重庆: 重庆大学, 2015.10连云霞. 基于OSG 的运载器与航天器飞行仿真系统研究[硕士学位论文]. 太原: 中北大学, 2018.11闫大洲. 基于osgEarth 的卫星轨道外推数据可视化仿真系统研究[硕士学位论文]. 太原: 中北大学, 2018.12杨亮. 空间任务视景仿真系统的设计与实现[硕士学位论文]. 北京: 中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心), 2007.13肖鹏, 刘更代, 徐明亮. OpenSceneGraph 三维渲染引擎编程指南. 北京: 清华大学出版社, 2010. 41–42.14Wang R, Qian XL. OpenSceneGraph 3.0: Beginner’s Guide.Birmingham: Packt Publishing Ltd, 2010. 93–94.15简仕龙. 航天测量船海上测控技术概论. 北京: 国防工业出版社, 2009. 254–255.16刘林. 航天器轨道理论. 北京: 国防工业出版社, 2000.17–21.17金大臣尔. Qt5开发实战. 张红艳, 译. 北京: 人民邮电出版社, 2015. 77–79.182019 年 第 28 卷 第 12 期计算机系统应用。
刍议三维数字地球软件在初中地理教学中的应用
刍议三维数字地球软件在初中地理教学中的应用
随着科技的不断发展，三维数字地球软件已经越来越成为地理学习的重要工具之一。
在初中地理教学中，三维数字地球软件的应用可以加深学生对地球表面地貌、自然资源、地理位置等方面的理解。
通过三维数字地球软件，学生可以更加直观地了解地球上的各种地形地貌，地球上的各种自然资源的分布情况，以及世界各地城市的位置和特征。
同时，三维数字地球软件还可以将地理知识融入到探究性学习中，使学生可以主动探索地球上的自然环境和人文环境。
通过模拟实际场景，学生可以更加深入地了解地球的各种自然现象，比如火山喷发、地震等，以及人类活动对自然环境的影响，比如城市化、环境污染等。
除此之外，三维数字地球软件还可以帮助学生更好地学习地理位置知识。
通过在三维数字地球软件上查看各种地理位置的经纬度，学生可以更好地理解地球上各个地区的位置关系，以及不同地区的气候、文化等方面的差异，有利于学生形成全球意识。
总之，三维数字地球软件在初中地理教学中的应用，可以提高学生地理学习的趣味性和有效性，使他们更加深入地了解地球上的自然环境和人文环境。
这种教学方法的应用可以培养学生的探究性思维和创新精神，有助于学生全面发展。
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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。
LocaSpaceViewer帮助手册
LocaSpace Viewer 帮助手册目录1、产品概述 (3)2、产品优势 (3)3、功能介绍 (4)3.1 开始菜单栏 (4)3.1.1 本地数据 (4)3.1.2 影像处理 (4)3.1.3 地形处理 (5)3.1.4 飞行 (5)3.1.5 在线地图 (6)3.1.5 选项设置 (6)3.2 操作菜单栏 (7)3.2.1 地图标绘 (7)3.2.2 工具 (7)3.2.3 侧栏 (8)3.3 分析菜单栏 (8)3.3.1 分析 (8)3.3.2 测量 (10)3.4 倾斜摄影 (11)3.4.1 倾斜数据处理 (11)3.5 快捷键 (11)LocaSpace Viewer 帮助手册1、产品概述LocaSpace Viewer是一款专业的三维数字地球软件，具备便捷的影像、高程、倾斜摄影数据阅读功能。
通过使用LocaSpace Viewer，用户能够快速地浏览、测量、分析和标注三维地理信息数据，实现三维场景的飞行浏览和多视角浏览，快捷的对地理信息数据进行格式转换，并且能够逼真的模拟雨、云、雪等天气的三维效果。
2、产品优势（1）全方面的二三维地理数据浏览LocaSpace Viewer能够方便地对二维、三维地理数据（包括地形、影像、矢量数据）进行浏览。
支持的数据格式包括：影像（*.tiff、*.img、*.lrp等格式）、地形（*.tiff、*.img、*.lrp等栅格数据格式）和矢量数据（*.shp、*.kml、*.tab等格式）。
地形数据和影像数据可以支持到全国范围0.6米的分辨率量级。
为了便于更快的浏览三维地形，建议使用本软件把影像和地形数据格式转换为lrp，lrp格式具有更快的加载速度和压缩比。
（2）快速的三维模型、场景浏览LocaSpace Viewer能够快速的浏览三维模型，支持大批量数据的三维场景浏览，包括自然地物及人工设施。
速度快、场景精细，是GIS的三维可视化功能的优秀体现。
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SpacEyes3D 三维数字地球软件
法国SpacEyes 公司在国内重磅推出国际领先的三维数字地球软件 --- SpacEyes3D
SpacEyes3D 是一款集合了三维立体显示，地理信息分析和处理，导航和三维模型制作等功能于一体的多功能三维可视化解决方案。
凭借其数字地面模型（DTM ）SpacEyes3D 构建的真实世界三维场景，支持大范围量的数据格式和，大容量的数据集；以及简单易懂的界面，人性化的操作的高效性特点，已在三维软件界崭露头角。
可广泛应用在真实三维城市浏览、公共建设环境评估分析、区域灾害风险分析、旅游观光等领域。
——图例1——
SpacEyes3D Builder 允许您加载和编辑各种数据生产最终产品。
数字地面模型（DTM ）
数字地面模型的地理参考光栅直接用于创建表面 全分辨率显示：DTM 的大小或分辨率没有任何限制 细节级别（LOD ）的动态适应性，互动选择 交互式编辑的夸张地貌
自动消除未定区域由矢量集：（点，等高线，三维线）创建DTM 的工具
：方向控制
：缩放控制 ：飞行控制 ：鼠标控制
•地貌分析和可视化（坡度，坡向，等高线，
（先进的
圆锥，
地形自动调
（将制作的模型导入到数据库中便于直接调
连接添加到其他
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