三维可视化技术在GIS中的应用

三维可视化技术在GIS中的应用

范晶    ,朱侃

武汉苍穹融新科技有限公司、苍穹数码技术股份有限公司  湖北 武汉    430074

摘要：基于三维GIS的可视化平台将三维可视化技术与GIS结合，实现对GIS内外业数据，与三维数据的提炼与整合，使原本碎片化的数据在真实三维场景中全景可视，在本文中，可以在一些智慧化项目的建设中，例如智慧城市、智慧园区、智慧矿山等项目中体现三维可视化技术在GIS中的应用。在应用的过程中，三维GIS平台，通过承载物联网和传感系统，将真实、准确的物象进行动态的呈现、处理和共享，实现城市与数字之间的有效联系，有效协调虚拟的地理环境，构建出一个结构完整、信息详尽的虚拟城市，有效支撑与辅助政府决策。

关键字：GIS；三维可视化技术；应用

引言：将三维可视化技术运用在GIS中，可以帮助相关工作人员，对城市的具体地理信息，进行分析，三维GIS技术包含着可视分析等功能，可以构建出完成的城市模型。所以相关人员要重视，三维可视化技术应用在GIS中存在的问题，了解三维GIS技术的现状，便于政府管理城市。随着三维GIS技术的引用，精准的控制地表数据，挖掘出更多有用的信息，从而全方位实现城市、园区、矿山等项目的经济增长。

1、三维GIS技术的重要性

虽然现在二维GIS技术，已经被广泛地使用在城市建设中，但二维GIS技术本身存在很多难以克服的缺点，这些都影响城市的发展。二维GIS技术在处理第三维数据的时候，没有将高层变量单独处理，从而绘制的结构图，无法进行多个角度，全方位的测量。然而三维GIS技术，就可以完美地解决这样的问题，提高空间对象的真实感，在一定的程度上，巧妙地弥补二维GIS中的不足，可以在网络分析等，多个方面进行，实现相关人员对智慧城市、智慧园区、智慧矿山等，地理信息的有效查询，强化自动化办公系统，可以提高数据的精准度，节省时间。

2、三维GIS技术的应用措施

2.1在智慧城市中的应用

2.1.1真三维GIS数据模型

三维空间的数据非常大，而且还会存在特定的专业区域，比如，地址、矿山模型等，传统技术都是搜集大部分的数据，不能形成多元异构数据，还缺乏相应的语义翻译[1]。在多尺度表达的方面，需要在线进行操作，才能进行坐标转换、数据结构转换等处理，会致使三维GIS技术，不能被有效地利用，很难满足地上下和室内外三维空间信息的准确度，难以提供城市完整的空间信息和管理的具体方案，在宏观和精细化管理中，也显示出矛盾。

针对这样的情况，相关人员要采用真三维GIS模型，生动形象地刻画出，三维空间中的内容，比如，对象几何、拓扑和语义的特征，以及彼此之间的相互关系，实现对城市中，建筑、道路等设施和部件的充分了解，促使三维GIS技术可以进一步，在城市中发展，得到有效的利用。在地形表面层次方面，2.5D表空间的管理，在整个城市区域，地表空间上，可以进行划分和识别。因为地上下立体层次，都属于可以描述的三维空间，相关人员利用三维GIS技术，解决空间中，产生的交叠问题，满足三维空间层次对象，可以使用位于、组织、部分之类的词语，进行表述，从而形成完整的三维内部空间展示。

2.1.2精确高效的三维GIS集成建模

在近几年的城市建设中，会使用倾斜摄影测量和激光扫描测量等技术，提升了数据的精准性和测量的速度。对此，在地物的三维自动重建中，需要根据分辨率、时间、成本等，运用三维GIS技术，进行集体建模，就可以让方案，变得有多种选择性。每个城市的自然环境和景观，都会存在不同的差异，城市的三维建模也是一个非常复杂的工程，地上下和室内外所处的环境，会导致建模手段不同，所以根据已有的地图信息，可以从多个角度，进行分析，利用三维GIS技术，测量激光扫描的点数，实现集体建模的精确度。在具体的实施方案中，可以对城市进行，半自动化建模，然后在通用人工，打造集体化模式，在符合城市化建设要求的基础上，构建智慧城市。

2.1.3大规模三维GIS数据的组织管理模式

面向智慧城市建设，要积极运用三维GIS技术，可以不断优化并且改进。在对城市的大数据进行管理的时候，可以先用三维GIS技术测量出城市实际的范围，然后对TB和地上下以及室内外，进行分析，得出一体化组织管理的性能，实现城市数据库共享，从而明显的提升整个城市级，多层次的社会化应用服务。三维GIS技术作为时空数据的载体，需要支撑多维动态时空的数据的组织和管理能力，特别在时空关联和语义方面，三维GIS技术的使用，能够提高智能城市搜索能力。

2.2在智慧园区中的应用

2.2.1应用GIS制作环境专题图

三维GIS技术还可以应用在园区的环境管理中，相关人员可以充分考虑到三维GIS技术的好处，意识到三维GIS技术与传统技术之间的差距，三维GIS技术可以制作出环境专题图，建立全面的地图数据库，从而促使园区达到，一次投入，多次产出的效果，这样可以满足用户的真实需求，在用户需要输出全要素地形图时，进行分层，快速找到用户所需的专题图

[2]。比如，环境污染源分布图、大气质量功能区划分图等。

2.2.2处理各种环境地理信息系统

三维GIS技术里面包含很多，可以有效利用的功能，例如，系统中的空间数据采集、编辑处理等功能，就可以对环境空间的数据进行整合管理，三维GIS技术可以在园区，利用GIS建立各种环境空间的数据库。

2.2.3 GIS应用于环境应急预警

想要强化三维GIS在智慧园区的应用，建立预警系统是必不可少的，能够对事故风险进行预测，找出相应的地理位置，还能够针对事故敏感区域的位置，进行管理，提供相应的污染数据和具体的应急方案，实现对智慧园区的有效管理。

2.2.4 GIS应用在环境质量评价

三维GIS技术还可以应用在智慧园区环境质量评价方面，可以在具体环境中，将地理信息中的大气、土壤等，全面的检测，结合以往的数据，利用GIS软件，对环境的空间结构分析，从而反映出，环境中存在的问题，体现出环境受污染的精准数值，明确空间的分布情况。比如，相关园区管理人员，可以利用三维GIS技术中的环境的数据，通过叠加分析，提取出某一区域中的大气污染分布图、噪音分布图等。从而实现对园区环境质量的具体评价，实现智慧园区的有效管理。

2.3在矿山勘察中的应用

三维GIS技术在矿山侦查中，也是非常重要的，可以对矿山中的地址环境作出专题数据，为矿山地质勘察的综合分析，提供一个良好的平台，方便决策者可以轻松准确地对地址结果，进行分析，制定出改善的方案。三维GIS技术可以帮助相关的勘察人员，对矿山的地理信息，精准的分析，充分了解地质构造的特点以及相应的分布规律。因为矿山中的地质很复杂，也不容易进行勘察，所以相关人员可以利用三维GIS技术，对矿山进行简单的建模，创造出相应的矿山地质结构，这样会更加有利于决策者，方便处理矿山地址中，存在的问题。在矿山勘察的过程中，三维GIS技术以立体的方式，构建矿山模型，实现数据的精准性。

结束语：总而言之，对于城市、园区、矿山等，使用三维GIS系统，都可以让必要的数据变得更加精准，帮助决策者更快的制定出解决问题的措施。在具体的应用过程中，三维GIS技术，可以更好地呈现出城市、园区、矿山等，真实的数据，加强数字化城市的建设，也方便相关人员，对数据进行具体的分析和整理。

参考文献：

[1]牛志达.三维GIS的可视化技术研究[J]. 黑龙江科学,2014,5(03):197.

[2]冯志利. GIS中的三维可视化技术应用[J]. 黑龙江科技信息,2011(23):25.