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        基于攝影測量與遙感技術(shù)的三維GIS 的可視化技術(shù)研究

        2020-12-07 21:32:28
        魅力中國 2020年17期
        關(guān)鍵詞:可視化利用測量

        (廣西城市職業(yè)大學(xué),廣西 崇左 532100)

        引言

        隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,地形三維攝影可視化逐漸得到發(fā)展,這門學(xué)科主要結(jié)合了地理學(xué)、測量學(xué)、制圖學(xué)以及影像學(xué),并在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中逐漸成熟。隨著虛擬三維可視化的發(fā)展,從而對于建立三維地理信息系統(tǒng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而數(shù)字地球計(jì)劃與信息技術(shù)使得三維地理信息系統(tǒng)的建立加快了腳步。

        一、三維GIS 技術(shù)簡介

        三維GIS 技術(shù)將三維空間坐標(biāo)(x,y,z)當(dāng)做一個(gè)獨(dú)立的參數(shù),用數(shù)學(xué)方法來表示就是F=f(x,y,z),而三維GIS 技術(shù)與虛擬技術(shù)是不同的。虛擬技術(shù)主要是將虛擬的空間更為真實(shí)的進(jìn)行表達(dá),使其可以有更真實(shí)的感覺,從而讓人沉浸其中,并與虛擬空間進(jìn)行互動(dòng)。三維GIS 技術(shù)則是對三維空間更好的表達(dá),主要包含了形象表達(dá)、空間查詢以及空間分析。在三維GIS 表達(dá)過程中有些地物可以采用一些三維符號來進(jìn)行表達(dá),而不需要進(jìn)行直接表達(dá),但是這些地物需要在屏幕中現(xiàn)實(shí)出來,并且進(jìn)行標(biāo)記,有一定的屬性,可以隨時(shí)被調(diào)查出來。

        二、三維GIS 的可視化

        地理信息數(shù)據(jù)是一種較為復(fù)雜的數(shù)據(jù),不僅具有事物數(shù)據(jù)的屬性,還具有空間定位的屬性。這使得地理信息數(shù)據(jù)具有非常強(qiáng)大的作用,可以作為空間的參考數(shù)據(jù),對空間的定點(diǎn)、定線以及頂面進(jìn)行表達(dá),建立一種地球表面的聯(lián)系,使其可以作為一種空間的信息。另外,地理信息系統(tǒng)還可以反應(yīng)出地物的結(jié)構(gòu),也就是可以表現(xiàn)出三維立體特征以甚至是四維的時(shí)序特征,從而對于地理信息更清楚的表達(dá)和反應(yīng)。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(jìn)行介紹。

        (一)地理數(shù)據(jù)的可視化表示

        地理數(shù)據(jù)可視化表示,指的是地理數(shù)據(jù)可以在屏幕上進(jìn)行顯示,在地理數(shù)據(jù)尺寸、紋理以及色彩特點(diǎn)都可以進(jìn)行全要素顯示,還可以進(jìn)行分圖層顯示以及分區(qū)域顯示等。在表示不同屬性的地理數(shù)據(jù)的時(shí)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(shù)據(jù)符號化表示,利用三維GIS 技術(shù)將數(shù)據(jù)符號化,在旁邊配上相應(yīng)的圖例和文字解說,可以更好的達(dá)到地理數(shù)據(jù)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(chǎn)品。

        (二)科學(xué)計(jì)算的可視化表示

        在進(jìn)行各種模型和數(shù)據(jù)的整合分類之后,將這些數(shù)據(jù)信息可以利用專題圖的形式表示出來。在表示數(shù)據(jù)的時(shí)候,可以采用直方圖、扇形圖等來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過科學(xué)的計(jì)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(jìn)行可視化查詢的時(shí)候,可以采用可視化語言查詢表,使得數(shù)據(jù)可以更直觀的利用圖表、統(tǒng)計(jì)圖等形式來表現(xiàn),內(nèi)容可以用文字來表現(xiàn)。這樣在查詢過程中,不僅可以查詢到相應(yīng)的數(shù)據(jù),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(jié)果的可視化描述

        GIS 的空間分析主要包含了網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析、緩沖分析以及疊加分析??梢圆捎每梢暬夹g(shù)將地理現(xiàn)象更加直觀的傳遞和表達(dá)出來。比如,在地形分析的過程中,可以采用連續(xù)或者間斷的線段來進(jìn)行通視或者是不通視表示。即便是不同的時(shí)間或者空間的變化,如果采用不同的圖像和不同的時(shí)間在緩沖區(qū),都可以利用三維技術(shù)來進(jìn)行描述。

        (五)地圖動(dòng)畫

        可視化方法是地理數(shù)據(jù)的一種靜態(tài)的表示,而地圖動(dòng)畫則是對地理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)的表示。地圖動(dòng)畫建立在傳統(tǒng)的二維和三維空間基礎(chǔ)上,加上時(shí)間,使得地圖的內(nèi)容可以隨著時(shí)間的改變而發(fā)生變化,對于靜態(tài)的地理數(shù)據(jù)是一種非常好的補(bǔ)充,從而可以讓觀察這更清楚直觀的了解到時(shí)空數(shù)據(jù)。

        (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(shù),將空間信息可以利用三維技術(shù)進(jìn)行表達(dá)的方法,讓用戶可以有真實(shí)的體驗(yàn)和感覺。因此,這種三維題圖也是地理信息可視化的一種產(chǎn)品,具有非常大的發(fā)展前景和潛力。

        三、基于攝影測量和遙感技術(shù)的三維DEM 建立

        數(shù)字地面模型主要有高程數(shù)據(jù)以及平面位置,而數(shù)據(jù)可以利用GPS 或者是激光測距儀來進(jìn)行測量,還可以通過遙感影像、既有地圖、航空影像、干涉雷達(dá)進(jìn)行獲取。在攝影測量和遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上,建立DEM 可以對航空攝影測量和遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,利用攝影測量的方法,選擇經(jīng)過數(shù)字化改造的精密立體測圖儀,或者是解析圖,還可以在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行交互數(shù)字的測量。這種測量的方式自動(dòng)化程度較高,還可以根據(jù)地形特征生成的DEM精密度較高。

        結(jié)束語

        總之,三維GIS 技術(shù)在地理可視化、環(huán)境影響評估、城市規(guī)劃等多個(gè)方面都有廣泛的應(yīng)用。三維GIS 技術(shù)的發(fā)展,隨著信息計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理科學(xué)等相關(guān)科學(xué)的發(fā)展還在不斷的優(yōu)化更新,尤其是虛擬技術(shù)、可視化技術(shù)以及多為地理技術(shù)的研究,對于三維GIS 技術(shù)的影響是非常深遠(yuǎn)的。

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