三維gis基本問題探討(編輯修改稿)
2025-07-04 13:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Information System”，認(rèn)為三維GIS是布滿整個三維空間的GIS，尤其體現(xiàn)在空間位置與拓?fù)潢P(guān)系的描述及空間分析的伸展方向上?！ ∪SGIS加上時間維方面的處理即為四維GIS。 三維GIS的特點(diǎn) 在三維GIS中，空間目標(biāo)通過X、Y、Z三個坐標(biāo)軸來定義，它與二維GIS中定義在二維平面上的目標(biāo)具有完全不同的性質(zhì)。在目前二維GIS中已存在的0，1，2維空間要素必須進(jìn)行三維擴(kuò)展，在幾何表示中增加三維信息，同時增加三維要素來表示體目標(biāo)[9]?？臻g目標(biāo)通過三維坐標(biāo)定義使得空間關(guān)系也不同于二維GIS，其復(fù)雜程度更高。二維GIS對于平面空間的有限互斥完整劃分是基于面的劃分，三維GIS對于三維空間的有限互斥完整劃分則是基于體的劃分，因而，通過分析基于（單一）體劃分的三維矢量結(jié)構(gòu)GIS幾何成分之間的拓?fù)潢P(guān)系，李青元提出五組簡化的拓?fù)潢P(guān)系[37]。三維GIS的可視表現(xiàn)也比二維GIS復(fù)雜得多，以致于出現(xiàn)了專門的三維可視化理論、算法和系統(tǒng)?！ 】偲饋碚f，與二維GIS相比，三維GIS對客觀世界的表達(dá)能給人以更真實(shí)的感受，它以立體造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，不僅能夠表達(dá)空間對象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達(dá)它們之間的垂向關(guān)系；另外對空間對象進(jìn)行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。而與CAD及各種科學(xué)計(jì)算可視化軟件相比，它具有獨(dú)特的管理復(fù)雜空間對象能力及空間分析的能力。三維空間數(shù)據(jù)庫是三維GIS的核心，三維空間分析則是其獨(dú)有的能力。與功能增強(qiáng)相對應(yīng)的是，三維GIS的理論研究和系統(tǒng)建設(shè)工作比二維GIS也更加復(fù)雜。 三維GIS的功能 RHIND基于二維GIS的發(fā)展?fàn)顩r提出了三維GIS可能包括的十項(xiàng)功能：數(shù)據(jù)采集和檢驗(yàn)有效性；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和轉(zhuǎn)化為新的結(jié)構(gòu)（包括創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系和從一種拓?fù)潢P(guān)系轉(zhuǎn)化為另一種拓?fù)潢P(guān)系）；各種變化（平移、旋轉(zhuǎn)、比例、剪切（shear））；選擇；布爾操作（交、并差、或及切割斷面、開隧道（tunneling）、建筑building）；計(jì)算（體積、表面積、中心、距離、方向）；分析；可視化；系統(tǒng)管理[23]。KELK為三維地學(xué)模擬提出過14項(xiàng)功能[24]：1）從其它系統(tǒng)中引進(jìn)數(shù)據(jù)和部分分析功能；2）保存和操作真三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；3）無原始坐標(biāo)信息損失地變化方向；4）保存和顯示地理對象內(nèi)部組分的信息；5）能夠方便地進(jìn)行交互式修改，可針對地理對象及其數(shù)據(jù)庫；6）允許滿足不同數(shù)據(jù)模型要求的模型重建；7）將斷層等特征作為事件考慮，允許它們影響地學(xué)對象；8）處理大的比例尺差異；9）處理內(nèi)部流體運(yùn)動和其它時間方面的事件；10）和其它定量公式交互；11）允許局部細(xì)節(jié)和更廣的軟中心（softfocus）圖片顯示；12）視覺上使用戶滿意；13）分析各種建模趨勢、模式及與其它GIS模塊的聯(lián)系；14）在主要的數(shù)據(jù)庫中存貯模型和導(dǎo)出報表?！ REUNIG從空間信息集成的角度為三維GIS的發(fā)展提出了三項(xiàng)必備的功能：1）復(fù)雜地學(xué)對象的管理和處理；2）能夠?qū)τ筛鞣N空間對象表達(dá)形式表示的地學(xué)復(fù)雜對象進(jìn)行有效的空間存?。?）能夠?qū)Ω鞣N空間對象進(jìn)行有效的空間操作[28]。ALEXANDER和SIGRID在城市三維GIS的設(shè)計(jì)者中提到了三維城市GIS應(yīng)該具備的另兩項(xiàng)功能：1）應(yīng)能受益于現(xiàn)代數(shù)據(jù)獲取方法的進(jìn)步；2）三維城市GIS應(yīng)面向未來的技術(shù)[38]。三維GIS 也必須解決一些傳統(tǒng)問題：不確定性；誤差定位和消除；處理數(shù)據(jù)模型的不連續(xù)；處理時態(tài)數(shù)據(jù)；處理在不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的不同類型和不同比例尺數(shù)據(jù)[18]。作者認(rèn)為，三維GIS除了具備二維GIS的傳統(tǒng)功能以外,還應(yīng)該具有如下獨(dú)有的功能: ● 包容一維、二維對象 三維GIS不僅要表達(dá)三維對象,而且要研究一維、二維對象在三維空間中的表達(dá)。三維空間中的一維、二維對象與傳統(tǒng)GIS的二維空間中的一維、二維對象在表達(dá)上是不一樣的。傳統(tǒng)的二維GIS將一維、二維對象垂直投影到二維平面上，存儲它們投影結(jié)果的幾何形態(tài)與相互間的位置關(guān)系。而三維GIS將一維、二維對象置于三維立體空間中考慮，存儲的是它們真實(shí)的幾何位置與空間拓?fù)潢P(guān)系，這樣表達(dá)的結(jié)果就能區(qū)分出一維、二維對象在垂直方向上的變化。二維GIS也能通過附加屬性信息等方式體現(xiàn)這種變化，但存儲、管理的效率就顯得較低，輸出的結(jié)果也不直觀。 ● 、三維對象 、三維對象進(jìn)行可視化表現(xiàn)。在建
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