三维GIS功能与特点

   日期:2020-07-06     来源:测绘论坛    浏览:42    评论:0    
核心提示:1 三维GIS的定义   从不同的角度出发,GIS有三种定义:①基于工具箱的定义,认为GIS是一个从现实世界采集、存贮、转换、显示空

1 三维GIS的定义
  从不同的角度出发,GIS有三种定义:①基于工具箱的定义,认为GIS是一个从现实世界采集、存贮、转换、显示空间数据的工具集合;②数据库定义,认为GIS是一个数据库系统,在数据库里的大多数数据能被索引和操作,以回答各种各样的问题;③基于组织机构的定义,认为GIS是一个功能集合,能够存贮、检索、操作和显示地理数据,是一个集数据库、专家和持续经济支持的机构团体和组织结构,提供解决环境问题的各种决策支持。基于工具箱的定义强调对地理数据的各种操作,基于数据库的定义强调用来处理空间数据的数据组织的差异,而基于组织的定义强调机构和人在处理空间信息上的作用,而不是他们需要的工具的作用。
  TURNER认为“Geographical Information System”主要用来区分纯粹的二维GIS与三维GIS[2],为强调在三维任务如地质或地貌应用上的扩展,人们创造了术语“Geoscientific Information System”(GSIS)[28]。
后来这个词被修改为一个缩写形式“Geo-Information System”(GIS)[24][28]。为区分三维GIS与现今世界上比较成熟的流行的各种二维商业GIS,这里倾向于BREUNIG的观点[28],用GIS指代“Geo-Information System”,认为三维GIS是布满整个三维空间的GIS,与传统的基于平面的二维GIS或2.5维GIS明显不同,尤其体现在空间位置与拓扑关系的描述及空间分析的伸展方向上。
  三维GIS加上时间维方面的处理即为四维GIS。
2 三维GIS的特点
  在三维GIS中,空间目标通过X、Y、Z三个坐标轴来定义,它与二维GIS中定义在二维平面上的目标具有完全不同的性质。在目前二维GIS中已存在的0,1,2维空间要素必须进行三维扩展,在几何表示中增加三维信息,同时增加三维要素来表示体目标[9]。空间目标通过三维坐标定义使得空间关系也不同于二维GIS,其复杂程度更高。二维GIS对于平面空间的有限-互斥-完整划分是基于面的划分,三维GIS对于三维空间的有限-互斥-完整划分则是基于体的划分,因而,通过分析基于(单一)体划分的三维矢量结构GIS几何成分之间的拓扑关系,李青元提出五组简化的拓扑关系[37]。三维GIS的可视表现也比二维GIS复杂得多,以致于出现了专门的三维可视化理论、算法和系统。
  总起来说,与二维GIS相比,三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受,它以立体造型技术给用户展现地理空间现象,不仅能够表达空间对象间的平面关系,而且能描述和表达它们之间的垂向关系;另外对空间对象进行三维空间分析和操作也是三维GIS特有的功能。而与CAD及各种科学计算可视化软件相比,它具有独特的管理复杂空间对象能力及空间分析的能力。三维空间数据库是三维GIS的核心,三维空间分析则是其独有的能力。与功能增强相对应的是,三维GIS的理论研究和系统建设工作比二维GIS也更加复杂。
 

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