基于攝影測量與遙感技術的三維GIS 的可視化技術研究

（廣西城市職業大學，廣西 崇左 532100）

引言

隨著科學技術的發展，地形三維攝影可視化逐漸得到發展，這門學科主要結合了地理學、測量學、制圖學以及影像學，并在科學技術發展中逐漸成熟。隨著虛擬三維可視化的發展，從而對于建立三維地理信息系統打下了堅實的基礎，而數字地球計劃與信息技術使得三維地理信息系統的建立加快了腳步。

一、三維GIS 技術簡介

三維GIS 技術將三維空間坐標（x，y，z）當做一個獨立的參數，用數學方法來表示就是F=f（x，y，z），而三維GIS 技術與虛擬技術是不同的。虛擬技術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實出來，并且進行標記，有一定的屬性，可以隨時被調查出來。

二、三維GIS 的可視化

地理信息數據是一種較為復雜的數據，不僅具有事物數據的屬性，還具有空間定位的屬性。這使得地理信息數據具有非常強大的作用，可以作為空間的參考數據，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系，使其可以作為一種空間的信息。另外，地理信息系統還可以反應出地物的結構，也就是可以表現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。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）地理數據的可視化表示

地理數據可視化表示，指的是地理數據可以在屏幕上進行顯示，在地理數據尺寸、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域顯示等。在表示不同屬性的地理數據的時候，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，可以利用數據符號化表示，利用三維GIS 技術將數據符號化，在旁邊配上相應的圖例和文字解說，可以更好的達到地理數據可視化效果，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品。

（二）科學計算的可視化表示

在進行各種模型和數據的整合分類之后，將這些數據信息可以利用專題圖的形式表示出來。在表示數據的時候，可以采用直方圖、扇形圖等來進行統計。通過科學的計算，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，使得數據可以更直觀的利用圖表、統計圖等形式來表現，內容可以用文字來表現。這樣在查詢過程中，不僅可以查詢到相應的數據，還可以查詢到更多直觀的信息，包括圖形、文字、表格等。

（四）空間分析結果的可視化描述

GIS 的空間分析主要包含了網絡分析、地形分析、緩沖分析以及疊加分析。可以采用可視化技術將地理現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，都可以利用三維技術來進行描述。

（五）地圖動畫

可視化方法是地理數據的一種靜態的表示，而地圖動畫則是對地理數據的動態的表示。地圖動畫建立在傳統的二維和三維空間基礎上，加上時間，使得地圖的內容可以隨著時間的改變而發生變化，對于靜態的地理數據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據。

（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，將空間信息可以利用三維技術進行表達的方法，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品，具有非常大的發展前景和潛力。

三、基于攝影測量和遙感技術的三維DEM 建立

數字地面模型主要有高程數據以及平面位置，而數據可以利用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的基礎上，建立DEM 可以對航空攝影測量和遙感數據進行采集，利用攝影測量的方法，選擇經過數字化改造的精密立體測圖儀，或者是解析圖，還可以在數據庫中進行交互數字的測量。這種測量的方式自動化程度較高，還可以根據地形特征生成的DEM精密度較高。

結束語

總之，三維GIS 技術在地理可視化、環境影響評估、城市規劃等多個方面都有廣泛的應用。三維GIS 技術的發展，隨著信息計算機科學、地理科學等相關科學的發展還在不斷的優化更新，尤其是虛擬技術、可視化技術以及多為地理技術的研究，對于三維GIS 技術的影響是非常深遠的。