三维地理信息系统建设研究
如何进行三维地理信息系统建模
如何进行三维地理信息系统建模三维地理信息系统（Three-dimensional Geographic Information System，简称3D GIS）是利用计算机技术和地理信息系统原理，将传统二维地理信息转化为具有三维感知效果的模型，以实现更全面、直观的地理信息展示和分析。
本文将探讨如何进行三维地理信息系统建模，从数据获取、模型构建、可视化展示和应用分析等方面进行论述。
一、数据获取三维地理信息系统建模的关键是数据获取，其数据来源包括卫星遥感影像、地形地貌数据、建筑模型、气候信息等多种数据类型。
卫星遥感影像可以通过卫星或无人机获取，用于获取区域的地表纹理和地物信息。
地形地貌数据可以通过激光雷达扫描、航空摄影测量等技术获取，用于描述地形的高程和坡度等信息。
建筑模型可以通过借助建筑测量工具进行采集和建模，用于表达建筑物的真实形态和结构信息。
气候信息可以通过气象台站实时获取或基于历史气象数据计算得出，用于模拟地理环境的气候效果。
二、模型构建三维地理信息系统建模的核心是构建地理模型，即将获取的数据进行整合和处理，形成三维场景模型。
模型构建的过程通常包括数据预处理、特征提取和模型拼接等步骤。
数据预处理主要是对获取的地形、建筑等数据进行去噪、插值和平滑处理，以消除数据的不完整性和不一致性。
特征提取是将地表纹理、地形高程等信息从原始数据中提取出来，用于构建真实的地理场景。
模型拼接是将不同数据源的模型进行拼接和融合，以实现连续和完整的地理视景效果。
三、可视化展示三维地理信息系统建模的目的是为了实现地理信息的直观展示，所以可视化展示非常重要。
可视化展示主要通过图像渲染和交互操作实现，以呈现真实的地理环境效果。
图像渲染主要包括光影效果、颜色映射、纹理贴图等技术，以增强场景的真实感和美观性。
交互操作是指用户在三维地理信息系统中的操作行为，如平移、缩放、旋转等，以实现用户对地理场景的观察和查询。
四、应用分析三维地理信息系统建模不仅可以用于地理信息展示，还可应用于多种领域的分析和决策支持。
三维地理信息系统的构建方法和应用案例
三维地理信息系统的构建方法和应用案例引言：在当今科技高速发展的时代，地理信息系统（GIS）已经成为管理和分析地理数据的重要工具。
然而，传统的二维GIS无法全面展现地球表面的特征，为了更好地还原真实世界，三维地理信息系统（3D-GIS）逐渐兴起。
本文将探讨三维地理信息系统的构建方法以及一些应用案例。
一、三维地理信息系统的构建方法1. 数据采集与处理构建一个鲁棒且精确的3D-GIS系统的第一步就是数据的采集与处理。
首先，通过航空摄影、卫星遥感、激光雷达扫描等技术手段获得原始数据。
然后，对原始数据进行预处理，包括数据切割、去噪、配准等一系列操作。
最后，将预处理后的数据导入到3D-GIS平台中进行后续的建模和分析工作。
2. 建模与可视化3D-GIS的核心就是将地理数据在三维空间中进行建模与可视化。
建模可以采用多种方法，例如点云建模、三角网格建模、体素化建模等。
通过这些方法可以将地球表面的特征以三维模型的形式展现出来。
在建模的过程中，需要考虑地理数据的精确性、分辨率以及建模算法的效率等方面的问题。
建模完成后，可以通过可视化技术将模型呈现给用户，提供更直观的数据展示和分析界面。
3. 数据集成与分析3D-GIS系统不仅要能够处理地理数据，还要具备数据集成和分析的功能。
数据集成是指将多个数据源的信息整合到一个平台中，使用户可以在一个系统中获取到多种数据。
数据分析是指基于集成后的数据进行空间分析、网络分析、图表分析等操作，从中提取有用的信息。
为了使数据集成和分析变得更加高效，可以采用数据仓库和数据挖掘的技术手段。
二、三维地理信息系统的应用案例1. 城市规划与建设三维地理信息系统可以为城市规划和建设提供重要的支持。
通过三维模型的建立和可视化展示，规划者可以更全面地了解城市的地形、建筑分布、道路网格等信息，从而更好地制定规划方案。
同时，三维模型还可以进行仿真模拟，评估不同规划方案的可行性和影响，为决策者提供科学的依据。
三维地理信息系统在数字城市建设中的应用研究
三维地理信息系统在数字城市建设中的应用研究摘要：本文首先对数字城市构建的基本框架和3D-GIS 进行诠释，并提出三维地理信息系统在数字城市建设中的应用的主要创新点，系统的分析出三维数字城市的基本模型和相关技术。
关键词：三维地理信息系统数字城市建设应用研究一、数字城市和3D-GIS 的含义（一）数字城市构建的基本框架数字城市的构建主要涉及到信息支撑技术、城市建设的基础内容和服务对象等三个方面。
其中信息支撑技术是数字城市构建的技术基础，主要包括的技术有地理信息系统技术，GPS系统技术、数字城市管理信息技术、数据库建设技术等等，这些信息支撑技术是可以有效的为数字城市提高全方位的城市空间的数据信息，为城市规范提供有利依据。
数字城市建设的基础内容包括建设城市空间基础信息平台、城市综合信息平台和城市电信基础平台，使该平台能够更好分发挥出数字城市的作用，通过网络进行数据信息的共享和支持，同时政府的法律规范也是对数字城市建设的重要法律保障。
对于数字城市的构建中的服务对象有政府、企业、社会和公众。
（二）3D-GIS含义3D GIS 是一种将3D空间实体对象进行的几何建模，其表达的数学公式为F=f （x，y，z），可以对空间对象进行全方位的表达，实景3D GIS是客观世界的最直观和最真实的写照，对地理空间的展现也是非常真实的。
（三）三维地理信息系统在数字城市建设中的应用的主要创新点三维地理信息系统在数字城市建设中的应用具有其创新之处，主要体现在：1、真实性。
它可以有效的打造出实际景观效果的数字城市环境，可以将复杂的城市环境呈现在数字空间中。
2、参考依据。
三维地理信息系统展现出的城市规划数据还可以为城管、公安、交通、招商引资等部门提供更有利的决策参考依据。
3、应急预案。
不用考虑时间、空间的限制影响，城市安全应急部门就可以利用三维地理信息系统的远环境，进行远程决策指挥。
4、资源共享性。
三维地理信息系统打造出的实景城市环境信息可以为城市发展提供更加有价值的资源信息，便于统一建设、维护和管理，更有利于对城市实施科学的、人文的、生态的规划。
3D-GIS地理信息系统的研究现状和发展趋势
3D-GIS地理信息系统的研究现状和发展趋势一、背景及意义（一）背景地理信息系统（GeographyInformationSystem）是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影，反映了人们赖以生存的现实世界，是在计算机软件和硬件支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。
GIS作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展，各国政府对地理、资源和环境信息日益重视这一时代特点，加上许多相关技术(如GPS、DPS、RS 等)为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得GIS己经成为各国政府部门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。
特别是进入20世纪90年代以来，GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至人们的日常生活之中。
二维地理信息系统始于二十世纪六十年代的机助制图，今天己深入到社会的各行各业中，但二维地理信息系统存在着自身难以克服的缺限，它本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的三维真实感受。
三维地理信息系统是在二维平面的基础上模拟并处理现实世界上所遇到的三维现象和问题。
地理信息三维可视化系统是对具有三维地理参考坐标的空间信息进行输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟的计算机系统。
二维地理信息系统与三维地理信息系统的本质区别在于数据的分布范围，在于高程是被看成空间数据还是属性数据。
三维GIS 的根本目标是多维时空现象的三维表示。
相对于二维GIS而言，三维GIS具有三个显著的特点：1、直观性：直观性是三维GIS的最显著的特点，通过三维可视化技术，用户将得到更好的人机交互接口，更少的训练时间，以及更多的空间信息。
2、巨大的数据量：三维GIS应用通常具有海量数据(可达数百G)，这种巨大的数据量使得三维GIS需要得到数据库的有效管理，具有高效的数据存取性能。
3、复杂的数据结构：三维GIS不是对二维GIS的简单扩展，三维空间中增加了许多新的数据类型，空间关系变得更加复杂。
论城市三维地理信息系统的建设及应用
论城市三维地理信息系统的建设及应用摘要：数字城市已成为当前城市信息化建设的主要目标，本文在对城市三维地理信息系统及其数据进行总结的基础上，结合当前我国数字城市建设的过程，深入探讨城市三维地理信息系统的设计及其在城市规划、市政管理等方面中的应用。
关键词：城市三维地理信息系统；三维城市模型；三维数据管理0 引言城市三维地理信息系统是数字城市的重要基础空间信息系统，它是在传统二维地理信息系统的GIS分析功能基础上，并结合了城市虚拟景观的三维场景浏览功能而建立起来的。
三维城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，构建出一个真实、直观的虚拟城市环境。
同时，随着三维GIS数据模型与理论和技术的不断成熟，以及相关计算机技术的进一步发展，传统的以二维为主的地理信息系统在解决一些涉及三维信息方面的城市规划、市政管理、应急响应问题时已存在着诸多局限，研究与开发服务于城市各应用领域的三维地理信息系统越来越受到人民的关注。
城市三维地理信息系统综合运用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体和虚拟仿真等高技术手段，是对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策支持的技术服务系统。
因此对城市三维地理信息系统的研究不仅具有重要的现实意义，同时也是人们十分迫切需要解决的问题之一。
1 城市三维地理信息系统及其数据内容1.1 城市三维地理信息系统城市三维地理信息系统（简称3DUGIS）是指能对城市区域内空间对象进行真三维描述、可视化和分析管理的地理信息系统。
它是一套完整的GIS系统，它不仅具有城市三维虚拟景观浏览功能，让用户在真三维的仿真城市中进行漫游和飞行，还具有以下功能：三维数据管理，主要包括三维数据入库、质量检查、坐标转换、空间和数据查询以及与其它系统数据的无缝转换等功能。
三维场景交互，是指对场景中三维对象交互地进行三维空间浏览、选择、查询操作。
三维空间分析，主要包括根据三维场景中的地形和模型的几何特征，进行基于模型或者场景的三维空间量算，通视分析，日照分析等三维空间分析操作。
如何进行城市三维地理信息系统的构建与应用
如何进行城市三维地理信息系统的构建与应用城市三维地理信息系统（3D GIS）是一种基于空间数据模型，利用三维技术和地理信息系统（GIS）原理，对城市进行建模和管理的一种工具。
它能够帮助我们更好地认识和理解城市空间，并为城市规划、交通管理、环境保护等领域提供支持和决策参考。
本文将从三个方面来探讨城市三维地理信息系统的构建与应用。
一、数据获取与处理城市三维地理信息系统的构建首先需要获取城市相关的数据，并进行预处理。
数据获取的方式多种多样，可以通过卫星遥感、航空摄影、激光雷达等技术获取地理数据，也可以通过城市规划部门、交通管理局等机构获取城市基础设施和空间分布等数据。
获取的数据需要进行处理和整合，以建立统一的数据模型和标准，方便后续的建模和分析。
在数据处理的过程中，需要注意数据的质量和精度。
城市空间大，各种数据错综复杂，数据采集过程中容易出现噪声和误差，因此需要对数据进行清洗和校正。
同时，由于城市空间的复杂性，需要对数据进行分层和分类，使得数据在构建三维模型时更具有可操作性和实用性。
二、三维模型构建与可视化城市三维地理信息系统的核心是三维模型的构建和可视化。
通过将城市的地理数据进行建模，可以将城市的地理信息以三维的形式呈现出来，包括建筑物、地形、植被、道路等。
三维模型的构建需要依靠专业的软件和算法，如三维建模软件、计算机图形学等。
在三维模型的构建过程中，需要考虑不同尺度、不同维度的数据融合和整合。
例如，对于建筑物的三维模型，需要将不同的数据源进行整合，包括卫星图像、摄影测量数据、建筑设计图纸等，以实现建筑物的精确模型。
同时，对于不同维度的地理数据，如建筑物的外观、内部结构等，需要进行细分和分类，以达到不同需求的可视化效果。
三、应用与拓展城市三维地理信息系统的应用范围广泛，可以为城市规划、交通管理、环境保护等领域提供支持和决策参考。
在城市规划方面，可以通过分析城市空间布局和地形特征，为城市规划师提供科学的决策依据。
地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用研究
地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用研究摘要：实景三维模型具有直观、真实、全面的特点，能够为城市规划、旅游、教育、军事等领域提供重要的支持和帮助。
本文针对地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用进行了研究，介绍了数据获取和预处理的方法，分析了三维模型构建技术，并提出了数据融合与优化。
本文旨在为实景三维模型构建技术的研究和应用提供一些有益的思路和方法。
关键词：地理信息系统；实景三维模型；数据融合0引言随着城市化和数字化的快速发展，实景三维模型已经成为城市规划、旅游、教育等领域不可或缺的重要工具。
地理信息系统技术作为一种数据处理和分析的工具，被广泛应用于实景三维模型的构建中。
本文旨在深入研究地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用，探讨数据获取、处理、三维模型构建、数据融合和优化等关键技术，同时分析当前面临的挑战和未来的发展趋势。
研究结果有助于提高实景三维模型的质量和精度，促进城市规划和旅游等领域的发展，同时也可以为相关学科提供更为丰富和精确的数据支持和决策依据。
1数据获取与预处理1.1遥感数据遥感数据是实景三维模型构建中重要的数据来源之一，可以通过卫星、飞机等远距离的方式获取地球表面的信息。
遥感数据主要包括卫星影像和航空影像两种类型。
卫星影像可以提供全球范围内的遥感数据，具有广域覆盖和周期性更新等特点；航空影像则可以提供高分辨率的遥感数据，可以精细地获取地面物体的信息。
在实景三维模型构建中，遥感数据主要用于地表模型和建筑物模型的构建，常用的遥感数据处理方法包括影像配准、影像融合和影像分割等。
通过遥感数据的处理和分析，可以提取出地面和建筑物等重要信息，然后通过三维建模软件进行模型重建。
遥感数据在实景三维模型构建中具有重要的应用价值，可以提高模型的真实感和准确性，为城市规划、文化遗产保护和环境监测等领域的应用提供更为精细和全面的数据支持。
1.2地形数据地形数据可以通过激光雷达、测量仪器和卫星等多种手段获取，可以提供地表的高程信息。
三维地理信息系统在工厂中的建设与应用
三维地理信息系统在工厂中的建设与应用简介随着科技的不断进步与工业生产的日益发展，越来越多的企业开始采用数字化、智能化、网络化的技术和手段，提高生产效率和质量。
而三维地理信息系统（3D GIS）正是其中重要的一环。
3D GIS是以地理信息系统（GIS）为基础，以三维模型和可视化技术为手段，实现地理信息的多维度展示和分析，被广泛应用于城市规划、地质勘探、水利电力、交通运输等领域。
在工厂中，三维地理信息系统也是一种非常实用和有益的技术，可以帮助企业提高生产效率、减少损失和风险、优化管理和协调规划。
三维地理信息系统在工厂中的建设和应用方法建设方法三维地理信息系统在工厂中建设主要包括以下步骤：1.数据采集：收集工厂的地理空间数据，包括厂区平面展示、建筑布局、管道布局、设备位置、电力等配套设施等。
2.数据处理：将收集的数据进行处理和整理，构建出平面图和三维模型，以便于后续分析和应用。
3.数据分析：对地理空间数据进行分析和挖掘，得出相关的空间数据信息，如厂区用地分布、建筑面积、设备数量、管道流量等。
4.设计应用：根据需求设计出三维地理信息系统的应用场景和功能，包括数据可视化、空间分析、数据查询等。
5.应用实现：通过软件开发和系统集成等方式实现三维地理信息系统的应用功能和可视化效果。
应用方法三维地理信息系统在工厂中的应用主要包括以下几个方面：1.工艺流程优化：通过三维模拟和空间分析，优化工艺流程和工厂布局，提高生产效率和质量。
2.安全管理：通过对空间数据的监控和预警，有效减少事故和意外的发生，保障工人和设备的安全。
3.维护管理：通过对设备和管道的监控和维护，延长设备使用寿命，减少设备故障和维修成本。
4.合作协调：通过三维空间数据的共享和协调，实现不同部门和团队之间的有效沟通和协作，提高工作效率和协同能力。
三维地理信息系统在工厂中的案例分析案例1某汽车制造企业采用三维地理信息系统对生产车间进行优化和管理。
通过系统展示车间的布局和设备位置，以及设备的监控和预警，实现工艺流程的优化和工作调度的协调。
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三维地理信息系统建设研究
摘要：数字三维地理信息系统建设项目，制作完成三维地形场景，全部以三维立体化的形式展现，利用该系统可更加有效地服务于国土资源管理等各个领域。
用3D模型直观显示出城区及规划区现状和农村土地的利用现状分布情况，构成了三维立体景观，建成数字三维地理信息系统。
该系统还可以实现多系统兼容功能，为未来“数字城市”的建设提供重要基础保障，对信息时代经济和社会的快速发展起到积极的推动作用。
关键词：数字三维地理信息系统建设GIS 数据库
利用计算机技术、地理信息技术、遥感技术等多种高新技术手段，建立一个多尺度、多数据源的城市空间基础数据库。
系统实现在三维可视化环境中对多源多时相影像、矢量等海量数据的组织管理、查询浏览、统计分析等操作，为政府决策和城市建设提供基础测绘保障，为政府部门、城市建设和国民经济各行业提供基础地理信息服务，为“数字城市”建设和应用提供信息支撑，为城市可持续发展服务。
1 系统建设内容
①按照系统建设的相关技术规范和标准，对系统所需的基础数据及属性数据进行处理并入库，设计和建立“地理信息数据库”。
其中基础数据的处理包括基础数据的质量检查、
数据分类存贮等；数据的入库包括矢量数据的入库、影像数据的入库以及属性数据的入库。
②系统展示了地形地貌的三维地表模型，制作城区和规划区主要建筑物的精细模型，开发了数字成县三维地理信息系统，展示成县的地形地貌、城镇建设与县域全貌。
③整合各部门配合提供的相关资料与成果，系统主要实现国土部门的文本、图片、多媒体等专题信息与成果安全共享、高效管理与维护的功能。
④根据经济文化特色，以空间数据为信息载体，在地理空间信息共享平台上发布各类专题数据，形成相应的专题应用系统，直观地反映经济发展状况、城市建设现状。
⑤通过功能设计、功能开发、系统测试等阶段建设一个集数据管理、数据浏览、成果展现、专题应用、应用分析、三维可视化浏览等功能于一体的数字成县三维地理信息系统。
2 系统开发与功能实现
对数字三维地理信息系统平台建设项目进行开发，实现以下功能：
2.1 基本功能。
①三维交互浏览：系统通过鼠标、键盘、操纵杆、控制面板或者任意组合方式来控制飞行的速度、高度视角，使得用户可以灵活、便捷的在三维场景中浏览漫游，操作简单，易于使用。
随着鼠标的移动显示到达的地域名称、
状态栏坐标切换显示。
②地图缩放：通过鼠标滚轮滚动方式或者左下方的工具条来自由缩放三维影像地球，从不同的高度来浏览窗口，并且直接定位到房屋、街道、城市、国家、全球的高度。
③量测功能：系统利用空间距离测量工具、垂直距离测量工具和面积测量工具进行简单的量测。
④查询功能：查询功能包括基本查询、三维坐标查询、对象的属性信息查询等。
⑤图层控制：带有图层管理的树状结构，对地形、影像、模型、矢量等数据图层的分层管理。
设置图层开关，控制图层显示与否。
矢量图层选择标注属性项，并可改变矢量线划、文字等样式。
用户能够根据自己的需要对三维场景中的图层显示进行控制，可以任意选择要显示的图层。
⑥定点漫游：系统允许用户选择预先定义的路径进行飞行漫游；用户也可以自定义路径进行飞行漫游，并可以控制飞行过程中的观看速度、角度和姿态。
2.2 国土专题功能。
①国土信息叠加：国土信息叠加包括土地清理清查工作成果数据叠加和第二次全国土地调查
成果数据叠加。
②信息实时标注：三维场景实时标注信息（包括文字和图片信息）并保存到工程中（保存在
服务器端）。
③搜索定位：包括地名查询和坐标定位。
④二维导航：系统支持同步显示二维图形和三维场景，在三维场景中漫游时，二维图形实时指示用户的位置和行走方向。
2.3 辅助分析功能。
①日照分析：根据当前系统时间，反映真实时间中城市的明暗变化，并能够表现出建筑物不同面的明暗变化，可任意角度观察建筑物单体的全天日照表现动画，可模拟显示瞬时的日照阴影遮挡效果。
②通视分析：能对三维场景中两点之间的可见性进行通视效果演示。
③视域分析：分析观察点到某一扇形弧线上所有点的全部视线。
④地形剖面分析：分析两点间的最大、最小坡度以及最大高程等，分析的结果是绘制出剖面图。
2.4 其他功能。
①场景输出：可定制高分辨率三维场景图像输出；②视频输出：可定制飞行浏览视频输出。
3 技术路线
4 空间数据库设计
数字城市地理信息系统主要由城市基础空间数据库以及对该库进行管理操作的应用软硬件系统组成，其中，数据库是系统建设的核心。
基础空间数据库是将表示城市基本面貌的道路、建筑物、水系、境界、植被、高程、地名等信息以数据库形式组成的集合，具有基础性、公益性和共享性等特征。
基础空间数据库的建设由四部分组成：矢量数据库、栅格数据库、元数据库以及三维数据库。
4.1 矢量数据库建库。
主要包括核心地形要素数据库、地名地址数据库、土地覆盖数据库、城镇地籍数据库等。
根
据城市系列比例尺的基础地形数据，进行分层分类编码、属性数据建库、空间数据模型设计、空间数据整理、数据质量检验、拓扑检查、拓扑重建、空间数据与属性数据的入库、空间数据存储优化、索引优化等工作。
4.2 栅格数据库建库。
主要包括数字正射影像数据库和数字高程模型数据库等。
栅格数据能够快速、直观、形象、全面地反映城市的变化，是数字规划、应急指挥等应用系统的重要基础参照数据，也是更新矢量数据和进行城市部件调查、位置信息服务数据采集更新的重要基础数据源。
栅格数据库建库主要针对城市多种比例尺的航空和卫
星影像数据、栅格地图数据和数字高程模型数据的建库、入库、管理、查询检索与快速获取。
4.3 元数据库建库。
城市地理空间元数据是对城市地理空间数据的描述，元数据库建设能够对城市基础地理数据进行有效管理，保障城市数据层矢量线划数据、栅格影像数据、网格数据、地名地址数据、位置信息数据的有效使用和共享交换。
元数据库建设的最终目标是建立起地理空间信息数据资源的共享交换平台。
4.4 三维数据库。
三维数据的建库与一般二维数据的建库具有很大的区别，一般经过数据采集、数据生产和数据上传等几个主要的过程。
5 结束语
三维地理信息系统建设是在原有数字城市建设的思路上，结合实际社会各行业需求的发展，以三维景观模型为基础，以地理信息系统为基础平台，实现城市发展规划和管理，是目前社会发展的必然，如何获取高效的地理信息系统，是目前系统建设的主要研究内容，各个地方、行业、企业都在这一方面做研究，三维地理信息系统建设必然日趋成熟。
参考文献：
[1]《基础地理信息标准数据基本规定》（GB21139-2007）.
[2]《数字城市地理空间信息公共平台技术规范》
（CH/Z9001-
2007）.
[3]《数字城市地理空间信息公共平台地名/地址分类、描述及编码规则》（CH/Z9002-2007）.
[4]《地理空间框架基本规定》（CH/T9003-2009）.
[5]《地理信息公共平台基本规定》（CH/T9004-009）.
[6]《基础地理信息数据库基本规定》（CH/T9005-2009）.。