潘承秋

（上海市巖土地質(zhì)研究院有限公司，上海 200072）

以往二維層面的GIS技術(shù)將物體看作一個(gè)平面進(jìn)行分析，隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，這種二維層面的測(cè)量分析不再能夠滿足工程測(cè)量需要。現(xiàn)在測(cè)繪技術(shù)為了改變不能可視化的呈現(xiàn)工程測(cè)量成果的缺陷，在原有的GIS技術(shù)基礎(chǔ)上出現(xiàn)了BIM+三維GIS技術(shù)，本文在闡述三維GIS技術(shù)概念和應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示等方面具體分析三維GIS技術(shù)在現(xiàn)代工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 三維GIS技術(shù)

三維概念是建立在三維坐標(biāo)基礎(chǔ)上的一個(gè)空間概念，與二維平面相比不同的是，三維體系不僅能夠反映出事物之間的平面關(guān)系，而且還能夠直觀、立體地展現(xiàn)出事物之間的空間立體關(guān)系?；谌S概念的三維GIS技術(shù)形式會(huì)通過(guò)大數(shù)據(jù)信息處理功能，將收集整理的信息以圖片、表格的方式反饋給用戶，從而幫助用戶更確切地了解事物所在位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息更科學(xué)的計(jì)算和更精準(zhǔn)的分析。

從內(nèi)涵定義上看，三維GIS技術(shù)是由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)信息結(jié)合在一起所打造出來(lái)的三維空間信息模型，在這個(gè)三維空間信息虛擬模型的作用下，能夠可視化地展現(xiàn)出地物的地理位置坐標(biāo)，進(jìn)而為工程測(cè)量工作的開(kāi)展提供重要的依據(jù)。

2 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)中三維GIS技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 空間可視性

（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)空間事物輪廓特征的可視化處理。三維GIS技術(shù)可以借助數(shù)據(jù)信息對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中事物的空間立體關(guān)系進(jìn)行模擬，從而幫助用戶更為直觀的感受到空間中的事物狀態(tài)。三維GIS技術(shù)能夠?qū)F(xiàn)實(shí)事物按照一定等比例進(jìn)行縮放，進(jìn)而能夠逼真、形象地展現(xiàn)出虛擬化的現(xiàn)實(shí)事物。（2）地物屬性的可視化處理。三維GIS技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)空間分布的地物屬性進(jìn)行可視化處理，在展現(xiàn)虛擬地物的時(shí)候，會(huì)綜合展現(xiàn)出地理空間信息和對(duì)應(yīng)空間屬性信息。

2.2 空間的導(dǎo)向性

三維GIS技術(shù)不僅能夠可視化地模擬出地物外部三維空間，而且還能夠精細(xì)地反饋地物所在空間的信息，從而能夠讓人們從宏觀層面把握地物的基本信息，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)事物所在區(qū)域進(jìn)行定位。這種功能和汽車導(dǎo)航功能十分類似，在給出一個(gè)地名的時(shí)候可以借助導(dǎo)航將到達(dá)這個(gè)地方的所有路線圖顯示出來(lái)。三維GIS技術(shù)的應(yīng)用原理類似，在使用這個(gè)技術(shù)瀏覽地圖的時(shí)候可以查看周圍的道路、山川河流和休息服務(wù)區(qū)，并將所獲得的資料信息以三維影像的形式展現(xiàn)出來(lái)，還可以根據(jù)使用者的需求按照一定的比例縮放信息。將三維GIS技術(shù)應(yīng)用到工程測(cè)量工作中，能夠?yàn)楣こ虦y(cè)量工作的開(kāi)展提供重要指導(dǎo)支持。

2.3 空間思維性

三維GIS技術(shù)在使用的時(shí)候不僅能夠存儲(chǔ)各個(gè)地物的基本信息，而且還能夠存儲(chǔ)地物之間的空間位置信息，從而為相關(guān)人員分析空間信息提供重要的支持。三維GIS技術(shù)的空間思維特點(diǎn)突出表現(xiàn)為借助自身的系統(tǒng)工具來(lái)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，通過(guò)處理會(huì)得到直觀的數(shù)據(jù)分析圖像。三維GIS技術(shù)發(fā)展至今積累了大量的數(shù)據(jù)處理工具，借助各個(gè)工具的功能能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，并將結(jié)果提交給系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，得出可視化的分析結(jié)果。

3 現(xiàn)代工程測(cè)量中三維GIS技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

3.1 精準(zhǔn)的獲取三維數(shù)據(jù)信息

現(xiàn)階段，三維GIS技術(shù)在工程測(cè)量中最為突出的表現(xiàn)特點(diǎn)是對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行數(shù)字化、實(shí)時(shí)化、一體化、動(dòng)態(tài)化處理，獲取信息的方式分為兩個(gè)類型，一個(gè)是點(diǎn)方式數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，即借助全站儀、天文大地測(cè)量技術(shù)、全球定位接收機(jī)等常規(guī)性測(cè)量技術(shù)逐個(gè)獲取空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)，另外一個(gè)是面狀的方式來(lái)獲取信息，即借助航空遙感器來(lái)獲得大范圍的數(shù)據(jù)影像信息，從這些信息中來(lái)獲取事物的物理特征和幾何特征。

3.2 對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行可視化計(jì)算

在三維GIS技術(shù)的作用下能夠?qū)⒏黝惤?jīng)過(guò)處理的模型進(jìn)行分類管理，并將處理后的數(shù)據(jù)信息以統(tǒng)一的專題圖形式展現(xiàn)出來(lái)，例如，可以使用不同色彩或者紋理來(lái)顯示分類圖，也可以使用同一個(gè)色相中的不同飽和度表現(xiàn)分級(jí)圖。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分級(jí)可視化的展現(xiàn)能夠幫助人們更好地理解和使用數(shù)據(jù)信息。

3.3 優(yōu)化對(duì)數(shù)據(jù)信息的查詢管理

得益于三維GIS技術(shù)支持下的查詢功能能夠更全面地掌握數(shù)據(jù)信息，從而更為直觀、精準(zhǔn)地判定數(shù)據(jù)信息，將初步分析得到的數(shù)據(jù)信息和多次檢測(cè)后的結(jié)果數(shù)據(jù)誤差比較，整合一個(gè)完整的工程測(cè)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在三維GIS技術(shù)的支持下將信息數(shù)據(jù)以文字、圖片或者動(dòng)態(tài)視頻的形式展現(xiàn)出來(lái)，節(jié)省了以往數(shù)據(jù)信息的處理效率。

3.4 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的三維可視化展示

數(shù)據(jù)信息的三維可視化展示主要是指借助仿真技術(shù)、GIS技術(shù)來(lái)將工程建設(shè)所涉及到的數(shù)據(jù)信息以三維仿真模型的形式展現(xiàn)出來(lái)，從而幫助用戶更為直觀、立體的感受到工程建設(shè)的實(shí)際效果。如圖1，用戶通過(guò)地下綜合管線管理信息系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下綜合管線在三維模式下的瀏覽，地面信息模型和地下綜合管線模型同時(shí)加載展示，以及在三維模式下實(shí)現(xiàn)檢索、查詢、分析等功能。

圖1 地下綜合管線管理信息系統(tǒng)中的三維管線圖

在數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)一步革新下，基于三維GIS技術(shù)的地理信息可視化展現(xiàn)的形式也變得更加多樣，且這種信息的可視化不僅僅局限于文本、表格或者圖片，基于現(xiàn)代化的GIS技術(shù)還可以使空間信息通過(guò)動(dòng)畫(huà)、聲音和視頻融合為一體的形式進(jìn)行展示。

3.5 描述數(shù)據(jù)信息的空間分析結(jié)果

通過(guò)三維GIS技術(shù)可以更好地利用其數(shù)據(jù)信息的空間分析能力，具體包含數(shù)據(jù)信息的疊加分析、緩沖區(qū)分析、地形分析以及網(wǎng)絡(luò)分析等，在三維GIS技術(shù)的支持下，能夠?qū)⒐こ虦y(cè)量過(guò)程中獲得的地理空間信息以可視化的形式展現(xiàn)出來(lái)，且借助可視化分析方式能夠?qū)⒌乇硇畔⒌淖兓圆婚g斷的方式呈現(xiàn)出來(lái)，就算是時(shí)間和空間出現(xiàn)了變化， 在三維GIS技術(shù)的支持下，仍然能夠描述事物的基本信息。

3.6 動(dòng)態(tài)化的收集整理事物的空間動(dòng)態(tài)信息

在以往，工程測(cè)量信息是一種靜止的信息，這些信息依托二維技術(shù)來(lái)收集，信息的收集使用具備滯后性的特點(diǎn)。三維GIS技術(shù)也可以是一種動(dòng)態(tài)的技術(shù)形式，結(jié)合BIM技術(shù)在三維空間中通過(guò)對(duì)時(shí)間軸的調(diào)節(jié)隨著時(shí)間變化實(shí)現(xiàn)地理空間信息真實(shí)的演示，并能夠?qū)⑦@種始終變化的信息以動(dòng)畫(huà)模式展現(xiàn)出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子地圖的動(dòng)態(tài)采集整理。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，三維GIS技術(shù)能夠在工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用來(lái)彌補(bǔ)以往二維平面技術(shù)支持下的局限，使得工程測(cè)量工作步入到高端科技水平行業(yè)，也使得工程測(cè)量的效率和效果得到了有效的提升，突出表現(xiàn)為不僅會(huì)讓空間輪廓、空間屬性更加具體化，而且還能夠使事物的區(qū)間定位更加具備導(dǎo)向性，為測(cè)繪地理信息的可持續(xù)發(fā)展提供有力的數(shù)據(jù)支持。在科學(xué)技術(shù)的支持下，相信會(huì)有越來(lái)越多的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)會(huì)應(yīng)用到工程測(cè)量領(lǐng)域，三維GIS技術(shù)也將與全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、實(shí)景三維技術(shù)等進(jìn)一步融合，從而為大型測(cè)繪地理信息系統(tǒng)工作的開(kāi)展提供更多的技術(shù)支持。