测图成果三维可视化
如何进行地理信息系统的三维可视化
如何进行地理信息系统的三维可视化地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）的三维可视化是近年来科技发展的重要成果之一。
通过将地理数据与三维建模技术相结合，可以将地理信息以更加立体、直观的方式展现出来，并且为各个行业提供更多的数据分析和决策支持。
本文将探讨如何进行地理信息系统的三维可视化，旨在帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、三维可视化的概念和意义三维可视化是指将地理信息以立体化的方式展现出来，通过视觉和空间感知，使用户能够更加直观地理解和分析地理数据。
相比传统的二维可视化方式，三维可视化能够提供更多的视角和维度，增强数据的表达能力，使得用户能够更全面地把握地理现象和变化规律。
在城市规划、资源管理、军事防卫等领域，三维可视化已经发挥出了重要的作用。
二、三维可视化的技术手段实现地理信息系统的三维可视化需要基于一定的技术手段和工具。
这些工具主要包括三维建模软件、地理数据采集设备、数据处理和分析算法等。
三维建模软件可以通过数学模型和计算机图形学的方法，将地理数据转化为三维场景，并且可以进行视角切换、光照效果等操作，使得用户能够以不同的角度观察和分析数据。
地理数据采集设备是实现三维可视化的重要前提。
目前，借助于航空影像、卫星遥感、激光雷达等技术，可以对地球表面进行高精度的数据采集，从而形成三维的地理信息。
同时，由于移动设备的普及，通过搭载定位传感器和摄像头的移动设备，也可以进行实时的三维地理数据采集。
三、三维可视化的应用领域地理信息系统的三维可视化在许多领域中都得到了广泛的应用。
首先是城市规划领域，通过将城市地理数据进行三维可视化，可以更加直观地展现城市的布局、交通规划和建筑模型等，为城市规划者提供决策支持。
其次是资源管理领域，通过将地质勘探数据、水文数据等进行三维可视化，可以更好地了解资源分布情况，并且有助于资源的合理开发和利用。
另外，军事防卫领域也是三维可视化的重要应用领域之一。
三维可视化技术
（2）在蒙华线中的应用
完成工作量 工作内容
1:2000地形图 1:10000地形图 1:50000地形图
DOM（0.2m） DEM（1m）
三维虚拟踏勘系统
面积 787.7平方公里 9087.07平方公里 737.08平方公里 约3000平方公里 约3000平方公里 完成正线660公里的三维场景及通用模型制作
国家标准规范
2010年承担了国家工程摄影测量规范的机载激光雷达测量部分内容的编写。
三维可视化技术在铁路建设中的应用
著作
• 王长进. 机载激 光雷达铁路勘 察技术.中国铁 道出版社2010.
软件著作权
软件著作权
• 基于机载LIDAR 点云和MDL的 横断面自动生
产软件（ 授权
号：
2011SR088628 ）
三维可视化技术在铁路建设中的应用
——实验平台
数据加工
综合应用
数据获取
机 载 激 光 雷 达
数 码 航 摄 仪
三维可视化技术在铁路建设中的应用
专
像 素 工 厂
工 作 站
摄 影 测 量
业 处 理 软
件
海
Skyline
整 体 机 房
量 存 储 设
服 务 器
备
ArcGIS TSDI3D
GPS + INS
铁三院工程实验室 韩祖杰
三维可视化技术在铁路建设中的应用
2014年5月
报告 内容
一、概述 二、研究内容与成果 三、工程化应用情况 四、应用展望
三维可视化技术在铁路建设中的应用
我院研究开发的铁路三维可视化信息管理平台，是利用机 载激光雷达和数码航摄仪快速获取高精度DEM与高分辨率DOM， 创建三维基础地理场景，整合三维GIS、数据库技术和铁路专 业技术，为铁路勘察设计、施工建设和运营维护等不同阶段提 供技术服务平台。
三维可视化项目任务书
三维可视化项目任务书一、项目背景随着科技的不断进步和发展，三维可视化技术在各个领域得到了广泛的应用。
三维可视化项目是利用计算机图形学和计算机视觉技术，将三维空间中的数据以可视化的方式呈现给用户，帮助用户更直观地理解和分析数据。
二、项目目标本项目旨在开发一款基于三维可视化技术的应用软件，实现以下目标：1. 支持导入多种数据格式，包括三维模型、地理信息、传感器数据等；2. 提供灵活的交互方式，包括旋转、缩放、平移等；3. 提供多种可视化效果，包括颜色映射、透明度、阴影等；4. 支持多种分析和查询功能，包括距离测量、区域选择、属性查询等；5. 提供用户友好的界面，使用户能够方便地操作和控制可视化效果。
三、项目内容1. 数据导入模块：实现导入多种数据格式的功能，包括常见的三维模型格式（如OBJ、FBX、STL）、地理信息格式（如Shapefile、GeoJSON）以及传感器数据格式（如CSV、JSON）等。
2. 可视化模块：实现数据的可视化呈现功能，包括三维模型的渲染、地理信息的投影和传感器数据的动态显示等。
3. 交互模块：实现用户与可视化场景的交互功能，包括鼠标操作、触摸操作和手势操作等。
4. 分析模块：实现多种分析和查询功能，包括距离测量、区域选择、属性查询等。
5. 用户界面模块：设计用户友好的界面，使用户能够方便地操作和控制可视化效果。
四、项目计划1. 需求分析阶段：明确项目需求，包括数据格式、可视化效果、交互方式、分析功能等，编写需求文档。
2. 技术选型阶段：选择合适的开发工具和技术框架，包括三维渲染引擎、地理信息库、数据处理库等。
3. 数据导入模块开发阶段：实现数据导入功能，支持多种数据格式的导入。
4. 可视化模块开发阶段：实现数据的可视化呈现功能，包括三维模型的渲染、地理信息的投影和传感器数据的动态显示。
5. 交互模块开发阶段：实现用户与可视化场景的交互功能，包括鼠标操作、触摸操作和手势操作。
遥感图像三维可视化的实现及应用研究——以腾冲机场建设工程为例
地理信息系统 （ Ｉ） 虚拟现实 （ Ｒ 等领域研究 的热点 ＧＳ 、 Ｖ）
内容之一。该文 以云南腾 冲机场为例 ， 将三维可视化技 术和数字地形分析技 术应用到机 场遥感 图像 三维可视 障碍物分析和障碍物数据提取 ， 将复杂抽象 的数据形象 化、 直观化 ， 对机场建设施工量作 出准确 的预算 和评估 。 腾冲地理位置 为东经 ９ ．０ ， 纬 ２ ．２ ， ８５ 。北 ５ ０ 。 幅员 面 积 ５４ ｋ ８５ ｍ 。该县具有丰富 的旅游 、 森林 、 生物资源和独 特的区位优势 ， 为扩大对外开放 、 活经济 、 搞 开发旅 游资 源， 拟建机场。腾 冲县距 省会 昆 明市公路距 离 ７０ｋ ５ ｍ， 县城 的乡村 公路 约 １ ０ｋ ｍ。机场建设 规模按 波音 Ｂ ３ ７７
射校正获取该地区的正射遥感影像地 图 。 Ｊ
距宝 山市 １８ ｍ， ６ ｋ 距德宏州潞西市 １０ ｍ。拟建机场距 标进行融合 。对 Ｑ ｉ ｉ Ｏ ６ ６ｋ ｕ ｋＢｒ ． １ ｃ ｄ ｍ全 色图像 ， 经过正
２ ２ 高精 度 、多尺度Fra bibliotekＤ Ｍ生 成 ． Ｅ
遥感图像的来源 渠道很 多 ， 坐标信 息也 千变万化 ，
． 化的实现和设计 中， 过对机场 区域的三 维建模 、 通 净空 ２ １ 遥 感影 像增 强处 理
Ｅ Ｍ ＋ ２０ Ｔ ）０ ２年 ７月 ７日经过腾冲地 区上空 时拍摄 的遥
感数据和 目前分辨率最高的 Ｑ ｉ ｉ ． １ ｕｃ Ｂｒ ０６ ｋ ｄ ｍ全色图像 作为主要原始 图像数据 。它融合选 用 了 Ｔ ７２假 彩色 Ｍ４ 图像和 Ｅ Ｍ＋８ Ｔ 波段全色波段 图像 ， 对二者基于像元坐
中图分类号 ：Ｐ ３ ２７
文献标识 码 ：Ａ
三维可视化及其应用
２ １透 视 显 示 原 理 ．
根据投 影 中心 与投 影平 面之 间 的距 离 的不 同 ， 投影 可分为 平行投 影与 透视 投影 ， 规二 维 Ｇ Ｓ的 常 Ｉ 地 图制 图表 现 采 用 的 就是 平 行 投 影 。透 视 投 影 与 平行 投影 相 比 ， 觉效 果 更 有 真 实 感 ， 且 能 真 实 视 而 地反 映物体 精确 的尺 寸 和形状 ， 随着计 算 机 图形学
维 平 面 变 换 的 基 本 原 理 包 括 以 下 两 个 基 本 处 理 过 程， 即投 影变换 和 消隐处 理 。把 三维 物体 变 换 为 二
将 Ｕ值 代入 Ｘ和 ｙ的方 程 ， 透视变换 方程 为 得
一 三 一（ ） 』 Ｉ
一 一
Ｙｐ ＝
Ｙ
一 （ ） ） Ｉ （ ３ 。 式
技术 的发展 ， 地理信 息 三维 表 示不 仅追 求 普通 屏幕 上通 过透视 投影展 示 的真 实感 图形 ， 而且 具有 强烈 沉浸感 的虚 拟现 实 真 立 体 展 示 日益 成 为 主 流技 术
之一 。
图形 设计 。计算 机制 图与 遥感 、 理 信息 系 统 都是 地 以数 字信 息的处 理与 显示 为 前提 ， 需要 通 过计 算 也 机 实现 图形 （ 图 ） 地 的可视 化 ， 这种 地 图可视 化 已不 只是传 统 的二 维平 面静 态 的可 视 化 ， 是 多 维 、 而 动 态、 交互 的可视 化 。国际 地 图学 协会 泰勒 教 授 １ ９ ９４ 年 提 出 的地 图学 概 念 图解 中 ， 地 图 可 视 化 作 为 把
一 Ｙ
维 图形 的过 程 称 为 投 影 变 换 。为 了 改善 图像 的 真 实感 ， 除 多义 性 ， 消 在显 示 过程 中应 该 消 除 实体 中
水深测量数据的组织管理与三维可视化
维普资讯
２０ 年 ８月 ０８
杨凯 ， 等
水 深测 量 数据 的组 织 管理 与 三维 可视 化
赖， 使得 安全 有序 地存储 管 理数据 ， 得极 为重 要 。 显 另一 方 面 ， 察测绘 部 门 向港 口规划建 设及 航道 管 理部 门提交 的水深 测 量 成果 是 以工 程技 术 应 用 为 目 勘 标 的 图形 和文 档数 据 。这些 数据 量庞 大且 结构 复杂 的数 据 ， 然 目前 可 以基 本 满 足航 道 演 变研 究 与 工 程施 虽
工应 用 ， 但在 数据 操作 、 数据 查询 、 息表达 上存 在严 重 不足 。对 于水 工研 究人 员和 港 口管理 人员来 说 ， 信 这些 数 据 只是 原 始资料 ， 须进 行后 处理 才能 实现数 据 的直 观表 达 。这使 得水 深测 量数 据 的应用 价值 大打 折扣 ， 必 而像通航 分 析 、 浚方 量计 算 、 同批 次水 深数 据 的叠加 对 比等 ， 疏 不 这些 基 于水深 测量 数据 的高 级分 析功 能 ， 特
收 稿 日期 ：０８ ４ —０ ； 修 回 日期 ：０８ ５ ５ ２０ —０ ８ ２０ —０ —１ 作 者 简 介 ： 凯 （９ １ ， ， 北 省 武安 市人 ， 程 师 ， 事 港 口 Ｇ Ｓ 究 和 设 计 开 发 工 作 。 杨 １８ 一）男 河 工 从 Ｉ研
Ｂｉｇ ａ ｈ Ｙ Ｇ Ｋａ（９ １ ， ｌ，ｎ ｉｅｒ ｏ ｒ ｐ ｙ： ＡＮ ｉ１８ 一）ｍａｅ ｅ ｇｎ ｅ ．
别 是二 次应 用开发 功 能 ， 由于 目前 的存储 和 管理 方式 的局 限性 而难 以发 挥效 应 。 也
水 深测 量数据 的组 织管 理 和三维 可视 化 的需求 由此 提 出 。
如何进行测绘数据的三维可视化与模拟
如何进行测绘数据的三维可视化与模拟近年来，随着科技的不断发展，测绘技术已经取得了巨大的进步。
三维可视化与模拟成为了测绘数据处理与分析的重要手段。
在这篇文章中，我将重点论述如何进行测绘数据的三维可视化与模拟，以及其在实际应用中的意义与挑战。
一、测绘数据的三维可视化三维可视化是指通过计算机技术将测绘数据转化为三维立体图像，并以视觉形式展示出来。
它可以将平面的测绘数据转化为真实的三维场景，增强人们对地理信息的理解和感知能力。
实现测绘数据的三维可视化有两个关键问题，即数据获取和数据处理。
1. 数据获取数据获取是三维可视化的基础，首先需要准确地采集测绘数据。
例如，我们可以通过航空激光雷达技术（LiDAR）获取地形高程数据，通过卫星遥感获取地表覆盖信息。
此外，传感器、GPS和摄影测量仪等设备也可以用于测量和记录各种地理属性。
不同的数据源和方法对于不同的应用场景具有不同的适用性和限制性。
2. 数据处理在数据获取后，还需要进行数据处理，以使其达到可视化的要求。
数据处理主要包括数据预处理、数据融合和数据重建等步骤。
对于较大规模的数据集，需要进行数据压缩和存储，以保证在可接受的时间范围内进行计算和渲染。
同时，为了实现真实感的效果，还需要进行纹理映射、光影渲染等处理。
二、测绘数据的三维模拟三维模拟是在三维可视化的基础上进一步分析和模拟测绘数据。
通过模拟，可以模拟出不同变量之间的相互关系，预测未来的变化趋势，并提供决策支持。
三维模拟有助于人们更好地理解测绘数据所蕴含的信息，并通过模拟实验进行数据验证和推演。
1. 数据分析在进行三维模拟之前，需要对测绘数据进行分析。
数据分析包括数据清洗、数据变换和数据挖掘等环节。
通过数据分析，可以发现数据中的潜在模式和规律，为后续的模拟提供参考和依据。
2. 模型构建在进行三维模拟之前，还需要构建相应的数学模型。
数学模型是对实际现象的抽象和描述，通过建立数学方程或算法来模拟和计算。
根据不同的需求和目标，可采用传统的物理模型、统计模型或人工智能模型。
GIS三维可视化技术
缺点：
交互性较差 真实感不强 与3DGIS数据库关联较困难
基于图像的建模技术
纹理贴图（Texture mapping）、环境贴图 （Environment mapping）
全景建模法
基于图像建模的虚拟小区
集成的建模方法
综合基于图形与基于图像两种三维景观建 模技术，充分利用两者的优势，在不损耗 系统绘制性能的基础上，构造既具有高度 真实感的三维景观，又可方便地构建三维 实体对象之间的拓扑关系，与GIS数据库系 统相关联，以构成成熟的3D GIS系统，是 目前发展的趋势。
三、多维数据可视化技术
二维可视化技术 2.5维可视化技术 三维可视化技术 LOD技术 OpenGL技术在地理信息三维可视化系统中
的应用 虚拟现实技术
多维数据可视化技术
GIS的多维可视化是指采用二维、2.5维、三维、四维乃至n 维等表现形式来反映地理客体的多维特征
二维可视化技术
InfoEarth TelluroMap
8
Skyline
Skyline具有强大空间信息展示功能，支持 交互式绘图工具，提供三维测量及地形分 析工具，提供数据库接口支持如Oracle， ArcSDE，拥有强大数据处理能力。Skyline 在专业的空间分析尚有不足，如缺少淹没 分析。由于Skyline是外国三维平台，最新 版本都无汉化版本，本地化的速度也比较 慢。
（二） GIS可视化的实现工具
将实现地理信息可视化的基本工具归结为 如下几类：
传统的地图制图软件 三 维 模 型 制 图 软 件 （ Open GL，3DMAX，
AutoCAD等）可实现逼真的三维模型 虚拟地理信息系统（VRGIS）