基于攝影測量與遙感技術(shù)的三維GIS 的可視化技術(shù)研究

（廣西城市職業(yè)大學(xué)，廣西 崇左 532100）

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地形三維攝影可視化逐漸得到發(fā)展，這門學(xué)科主要結(jié)合了地理學(xué)、測量學(xué)、制圖學(xué)以及影像學(xué)，并在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中逐漸成熟。隨著虛擬三維可視化的發(fā)展，從而對于建立三維地理信息系統(tǒng)打下了堅實的基礎(chǔ)，而數(shù)字地球計劃與信息技術(shù)使得三維地理信息系統(tǒng)的建立加快了腳步。

一、三維GIS 技術(shù)簡介

三維GIS 技術(shù)將三維空間坐標（x，y，z）當(dāng)做一個獨立的參數(shù)，用數(shù)學(xué)方法來表示就是F=f（x，y，z），而三維GIS 技術(shù)與虛擬技術(shù)是不同的。虛擬技術(shù)主要是將虛擬的空間更為真實的進行表達，使其可以有更真實的感覺，從而讓人沉浸其中，并與虛擬空間進行互動。三維GIS 技術(shù)則是對三維空間更好的表達，主要包含了形象表達、空間查詢以及空間分析。在三維GIS 表達過程中有些地物可以采用一些三維符號來進行表達，而不需要進行直接表達，但是這些地物需要在屏幕中現(xiàn)實出來，并且進行標記，有一定的屬性，可以隨時被調(diào)查出來。

二、三維GIS 的可視化

地理信息數(shù)據(jù)是一種較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)，不僅具有事物數(shù)據(jù)的屬性，還具有空間定位的屬性。這使得地理信息數(shù)據(jù)具有非常強大的作用，可以作為空間的參考數(shù)據(jù)，對空間的定點、定線以及頂面進行表達，建立一種地球表面的聯(lián)系，使其可以作為一種空間的信息。另外，地理信息系統(tǒng)還可以反應(yīng)出地物的結(jié)構(gòu)，也就是可以表現(xiàn)出三維立體特征以甚至是四維的時序特征，從而對于地理信息更清楚的表達和反應(yīng)。由于地理信息的特殊性，這也決定著可視化的多樣性，以下具體進行介紹。

（一）地理數(shù)據(jù)的可視化表示

地理數(shù)據(jù)可視化表示，指的是地理數(shù)據(jù)可以在屏幕上進行顯示，在地理數(shù)據(jù)尺寸、紋理以及色彩特點都可以進行全要素顯示，還可以進行分圖層顯示以及分區(qū)域顯示等。在表示不同屬性的地理數(shù)據(jù)的時候，采用的不同的尺寸、紋理和色彩來表示，不能形象化的表示。因此，可以利用數(shù)據(jù)符號化表示，利用三維GIS 技術(shù)將數(shù)據(jù)符號化，在旁邊配上相應(yīng)的圖例和文字解說，可以更好的達到地理數(shù)據(jù)可視化效果，在屏幕地圖下放加上注記，可以得到一幅電子圖，這是一種可視化的產(chǎn)品。

（二）科學(xué)計算的可視化表示

在進行各種模型和數(shù)據(jù)的整合分類之后，將這些數(shù)據(jù)信息可以利用專題圖的形式表示出來。在表示數(shù)據(jù)的時候，可以采用直方圖、扇形圖等來進行統(tǒng)計。通過科學(xué)的計算，可以讓人們對信息的理解更深刻。

（三）地理信息的可視化查詢

地理信息在進行可視化查詢的時候，可以采用可視化語言查詢表，使得數(shù)據(jù)可以更直觀的利用圖表、統(tǒng)計圖等形式來表現(xiàn)，內(nèi)容可以用文字來表現(xiàn)。這樣在查詢過程中，不僅可以查詢到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，還可以查詢到更多直觀的信息，包括圖形、文字、表格等。

（四）空間分析結(jié)果的可視化描述

GIS 的空間分析主要包含了網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析、緩沖分析以及疊加分析。可以采用可視化技術(shù)將地理現(xiàn)象更加直觀的傳遞和表達出來。比如，在地形分析的過程中，可以采用連續(xù)或者間斷的線段來進行通視或者是不通視表示。即便是不同的時間或者空間的變化，如果采用不同的圖像和不同的時間在緩沖區(qū)，都可以利用三維技術(shù)來進行描述。

（五）地圖動畫

可視化方法是地理數(shù)據(jù)的一種靜態(tài)的表示，而地圖動畫則是對地理數(shù)據(jù)的動態(tài)的表示。地圖動畫建立在傳統(tǒng)的二維和三維空間基礎(chǔ)上，加上時間，使得地圖的內(nèi)容可以隨著時間的改變而發(fā)生變化，對于靜態(tài)的地理數(shù)據(jù)是一種非常好的補充，從而可以讓觀察這更清楚直觀的了解到時空數(shù)據(jù)。

（六）地理信息的三維可視化表示

三維仿真地圖主要是借助仿真技術(shù)，將空間信息可以利用三維技術(shù)進行表達的方法，讓用戶可以有真實的體驗和感覺。因此，這種三維題圖也是地理信息可視化的一種產(chǎn)品，具有非常大的發(fā)展前景和潛力。

三、基于攝影測量和遙感技術(shù)的三維DEM 建立

數(shù)字地面模型主要有高程數(shù)據(jù)以及平面位置，而數(shù)據(jù)可以利用GPS 或者是激光測距儀來進行測量，還可以通過遙感影像、既有地圖、航空影像、干涉雷達進行獲取。在攝影測量和遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立DEM 可以對航空攝影測量和遙感數(shù)據(jù)進行采集，利用攝影測量的方法，選擇經(jīng)過數(shù)字化改造的精密立體測圖儀，或者是解析圖，還可以在數(shù)據(jù)庫中進行交互數(shù)字的測量。這種測量的方式自動化程度較高，還可以根據(jù)地形特征生成的DEM精密度較高。

結(jié)束語

總之，三維GIS 技術(shù)在地理可視化、環(huán)境影響評估、城市規(guī)劃等多個方面都有廣泛的應(yīng)用。三維GIS 技術(shù)的發(fā)展，隨著信息計算機科學(xué)、地理科學(xué)等相關(guān)科學(xué)的發(fā)展還在不斷的優(yōu)化更新，尤其是虛擬技術(shù)、可視化技術(shù)以及多為地理技術(shù)的研究，對于三維GIS 技術(shù)的影響是非常深遠的。