三維數(shù)據(jù)管理體系結(jié)構(gòu)

三維地質(zhì)建模涉及的數(shù)據(jù)來源廣、類型多、數(shù)據(jù)量大、關(guān)系復(fù)雜，為了有效地存儲(chǔ)、管理和使用這些數(shù)據(jù)MAPGIS三維地質(zhì)建模軟件支持將這些數(shù)據(jù)按一定方式進(jìn)行分類管理，集中存放在本地工作目錄或Oracle等大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，并可借助MAPGIS平臺(tái)的本地?cái)?shù)據(jù)管理模塊、空間數(shù)據(jù)管理引擎（包括三維空間數(shù)據(jù)管理引擎3D SDE）和本系統(tǒng)專門開發(fā)的屬性數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)二維矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、三維矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)及表格類屬性數(shù)據(jù)的本地或網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)管理，其中網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)支持多用戶的共享操作。

專注于為中小企業(yè)提供成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、成都網(wǎng)站制作服務(wù),電腦端+手機(jī)端+微信端的三站合一,更高效的管理,為中小企業(yè)藁城免費(fèi)做網(wǎng)站提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。我們立足成都，凝聚了一批互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)人才，有力地推動(dòng)了近千家企業(yè)的穩(wěn)健成長，幫助中小企業(yè)通過網(wǎng)站建設(shè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)充和轉(zhuǎn)變。

單機(jī)環(huán)境下的本地?cái)?shù)據(jù)接口依靠MAPGIS基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)自身提供的基于本地文件方式的空間矢量數(shù)據(jù)（*.wt、*.wl、*.wp）、屬性數(shù)據(jù)（*.wb）管理接口管理系統(tǒng)涉及的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)、剖面圖、平面地質(zhì)圖及鉆孔表格類屬性數(shù)據(jù)，依靠MAPGIS TDE（MAPGIS 三維處理平臺(tái)）提供的基于文件方式的三維空間數(shù)據(jù)管理接口管理三維模型，這種數(shù)據(jù)管理方式不需要第三方數(shù)據(jù)庫的支持，成本低，但無法支持多個(gè)用戶的共享操作。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下則基于大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫依靠空間數(shù)據(jù)引擎（SDE）實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)、地質(zhì)圖形數(shù)據(jù)等矢量數(shù)據(jù)的管理，依靠專門開發(fā)的地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫管理模塊實(shí)現(xiàn)鉆孔類表格數(shù)據(jù)的管理，并依靠MAPGIS TDE提供的三維空間數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)三維模型空間數(shù)據(jù)（幾何、拓?fù)洹傩裕┑臄?shù)據(jù)庫存儲(chǔ)管理（圖4—62）。

圖4—62 MAPGIS三維地質(zhì)建模軟件數(shù)據(jù)庫接口框架結(jié)構(gòu)圖

三維地質(zhì)建模體系結(jié)構(gòu)

近十多年來，三維地質(zhì)建模技術(shù)和方法不斷得到發(fā)展，并逐漸完善，相應(yīng)的三維地質(zhì)建模體系結(jié)構(gòu)也逐漸成型(鐘登華等，2006)。以建立地質(zhì)對(duì)象三維模型為出發(fā)點(diǎn)，提出了以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模技術(shù)為核心、以模型應(yīng)用為目的的體系架構(gòu)(潘懋等，2007)，其總體流程可用圖2.15表示。

圖2.15 三維地質(zhì)建模體系結(jié)構(gòu)圖

(1)地質(zhì)數(shù)據(jù)處理。自然界地質(zhì)現(xiàn)象的復(fù)雜多變及大量的不確定因素決定了反映地質(zhì)現(xiàn)象的地質(zhì)數(shù)據(jù)具有不確定性和復(fù)雜性等特點(diǎn)，因此首先需對(duì)地表地質(zhì)調(diào)查、鉆孔、遙感等技術(shù)手段獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；然后利用CAD、GIS或其他輔助軟件，針對(duì)工程需要，完成所有可利用數(shù)據(jù)的耦合工作，并結(jié)合地質(zhì)專家的知識(shí)，對(duì)復(fù)雜的地層、斷層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別、解釋、描述、定位等處理；最后把所有的地質(zhì)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口數(shù)字化為地質(zhì)體建模可接受的輸入數(shù)據(jù)格式，以保證地質(zhì)體空間幾何形狀表達(dá)的準(zhǔn)確性和對(duì)各種復(fù)雜空間對(duì)象關(guān)系的一致性，為三維地質(zhì)建模奠定基礎(chǔ)。

(2)地質(zhì)體建模。地質(zhì)體建模的核心技術(shù)是地質(zhì)對(duì)象的三維表示方法，即采用的數(shù)據(jù)模型。目前，常用的數(shù)據(jù)模型有基于面、體和面體混合三種。實(shí)現(xiàn)地質(zhì)體建模需要解決三個(gè)主要問題：①地質(zhì)體對(duì)象空間幾何形狀的表達(dá)，即根據(jù)數(shù)據(jù)的空間分布及變化特征建立空間幾何模型。②地質(zhì)對(duì)象空間幾何關(guān)系的描述，即三維拓?fù)淠Ｐ偷慕ⅲ从车刭|(zhì)對(duì)象之間的內(nèi)在關(guān)系，包括地層間、構(gòu)造間、地層與構(gòu)造之間的各種關(guān)系。③地質(zhì)對(duì)象屬性信息的關(guān)聯(lián)，通過建立屬性數(shù)據(jù)庫與圖形庫之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將屬性信息關(guān)聯(lián)到幾何模型中相應(yīng)的地質(zhì)體上，以反映地質(zhì)體的屬性特征，如巖性描述、斷層要素、巖體質(zhì)量級(jí)別等。

(3)模型應(yīng)用。模型應(yīng)用包括地質(zhì)分析、工程分析、查詢及其他方面的應(yīng)用等。地質(zhì)分析主要是對(duì)建立的三維地質(zhì)模型任意方向、任意位置和任意深度的地質(zhì)剖切分析，以便幫助人們更直觀、更深刻地理解區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)條件。工程分析主要是針對(duì)與地質(zhì)條件密切相關(guān)的工程對(duì)象進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化設(shè)計(jì)、多方案對(duì)比，選擇地質(zhì)條件較好和處理工程量較少的布置方案，為提高工程安全性和降低工程投入提供技術(shù)支持。地質(zhì)數(shù)據(jù)的多樣性和復(fù)雜模型庫為空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與查詢提供了豐富的信息，基于數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)庫的思想，設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)倉庫查詢及統(tǒng)計(jì)輸出的分層查詢結(jié)構(gòu)，能夠有效地描述、組織、管理和利用空間地質(zhì)數(shù)據(jù)，有助于建立統(tǒng)一、完善的工程地質(zhì)三維建模與分析系統(tǒng)。

圖2.16所表達(dá)的體系架構(gòu)屬于一種降序體系，是D'Agnese et al.(2003)提出的一種金字塔式體系架構(gòu)，該體系將系統(tǒng)分為四個(gè)層次：即數(shù)據(jù)(data)、信息(information)、知識(shí)(knowledge)和智慧(wisdom)，其意義見表2.4。事實(shí)上，圖2.16所述體系架構(gòu)是對(duì)圖2.15更高層次上的抽象，都強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和地質(zhì)工程師專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的重要性，并最終將地質(zhì)模型應(yīng)用于工程實(shí)際。

圖2.16 金字塔式建模體系

(據(jù)芬蘭國家應(yīng)用地質(zhì)研究報(bào)告，有修改)

表2.4 基本術(shù)語定義

什么是GIS 的三維結(jié)構(gòu)

此類GIS應(yīng)用軟件通常多建立在OpenGL平臺(tái)之上，本系統(tǒng)也不例外。在實(shí)現(xiàn)其他特殊功能之前，必須首先正確配置、安裝好OpenGL環(huán)境，然后才能進(jìn)行各種實(shí)用功能的開發(fā)。下面將對(duì)OpenGL做一個(gè)簡短的介紹，并開始OpenGL應(yīng)用程序框架的搭建工作。

OpenGL概述

OpenGL是一種到圖形硬件的軟件接口。從本質(zhì)上說，它是一個(gè)完全可移植并且速度很快的3D圖形和建模庫。通過使用OpenGL，可以創(chuàng)建視覺質(zhì)量接近射線跟蹤程序的精致漂亮的3D圖形。但是它在執(zhí)行速度上要比射線跟蹤程序快好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。OpenGL使用的是由Silicon Graphcs(SGI)公司精心開發(fā)的優(yōu)化算法，這家公司在計(jì)算機(jī)圖形和動(dòng)畫領(lǐng)域是公認(rèn)的業(yè)界領(lǐng)袖。開發(fā)者可以利用OpenGL提供的150多個(gè)圖形函數(shù)輕松建立三維模型并進(jìn)行三維實(shí)時(shí)交互。這些函數(shù)并不要求開發(fā)者將三維物體模型的數(shù)據(jù)寫成固定的數(shù)據(jù)格式，這樣一 來開發(fā)者就不僅可以直接使用自己的數(shù)據(jù)，而且還可以利用其他格式的數(shù)據(jù)源，能在很大程度上縮短軟件的開發(fā)周期。

OpenGL不僅可對(duì)整個(gè)三維模型進(jìn)行渲染并繪制出逼真的三維景象，而且還可以進(jìn)行三維交互、動(dòng)作模擬等處理。其提供的基本功能具體包含以下幾方面的內(nèi)容：

（1）模型繪制。在OpenGL中通過對(duì)點(diǎn)、線和多邊形等基本形體的繪制可以構(gòu)造出非常復(fù)雜的三維模型。OpenGL經(jīng)常通過使用模型的多邊形及其頂點(diǎn)來描述三維模型。

（2）模型觀察。在建立了三維模型后，可以通過OpenGL的描述來觀察此模型。此觀察過程是通過一系列的坐標(biāo)變換來實(shí)現(xiàn)的。這種變換使得觀察者能夠在視點(diǎn)位置得到與之相適應(yīng)的三維模型場景。投影變換的類型對(duì)模型的觀察有很大的影響，在不同投影變換下得到的三維模型場景也是不同的。在模型觀察過程的最后還要對(duì)場景進(jìn)行裁剪和縮放，以決定整個(gè)三維模型場景在屏幕上的顯示。

（3）顏色模式的指定。在OpenGL中可以指定模型的顏色模式（RGBA模式和顏色表模式）。除此之外，還可以通過選擇模型的著色方式（平面著色和光滑著色）來對(duì)整個(gè)三維場景進(jìn)行著色處理。

（4）光照效果。為使OpenGL繪制的三維模型更加逼真還必須增加光照效果。目前OpenGL僅提供了對(duì)輻射光、環(huán)境光、鏡面光和漫反射光的管理方法，另外還可以指定模型表面的反射特性。

（5）圖象效果增強(qiáng)。在增強(qiáng)三維場景圖象效果方面，OpenGL也提供了一系列相關(guān)函數(shù)。這些函數(shù)通過反走樣、混合和霧化等處理來增強(qiáng)圖象效果。其中，反走樣用于改善圖象中線形圖形的鋸齒使其更平滑；混合用于處理模型的半透明效果；霧化使場景圖象從視點(diǎn)到遠(yuǎn)處逐漸褪色，使其更接近現(xiàn)實(shí)情況。

（6）位圖和圖象處理。OpenGL提供有專門進(jìn)行位圖和圖象處理的函數(shù)。

（7）紋理映射。真實(shí)物體的表面普遍存在紋理，如果建立的三維模型場景缺少此細(xì)節(jié)將顯得不夠真實(shí)，為更逼真地表現(xiàn)三維場景，OpenGL提供了紋理映射的功能。OpenGL提供的紋理映射函數(shù)可以很方便地把紋理圖象貼到場景多邊形上。

（8）雙緩存技術(shù)。OpenGL提供的雙緩存技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)動(dòng)畫，為獲得平滑的動(dòng)畫效果，需要先在內(nèi)存中生成下一幀圖象，然后再將其從內(nèi)存拷貝到屏幕。

（9）人機(jī)交互。OpenGL提供了方便的三維圖形人機(jī)交互接口，通過此接口用戶可以選擇修改三維景觀中的物體。

OpenGL應(yīng)用程序框架的建立

首先建立一個(gè)單文檔應(yīng)用程序，并將需要用到的頭文件和導(dǎo)入庫添加到工程，以便能夠順利通過編譯。在VC++中，OpenGL的頭文件一般是存放在系統(tǒng)頭文件目錄的子目錄GL中，所以在指定包含的時(shí)候要指定一下相對(duì)路徑：

#include gl\gl.h // OpenGL32庫的頭文件

#include gl\glu.h // GLu32庫的頭文件

#include gl\glaux.h // GLaux庫的頭文件

這里的gl.h是基本頭文件，glu.h是應(yīng)用頭文件，大多數(shù)應(yīng)用程序都需要同時(shí)包含這兩個(gè)頭文件，glaux.h是輔助頭文件，只在需要使用的情況下包含。接下來調(diào)出"Project Settings"對(duì)話框并在"Link"選項(xiàng)頁中添加glu32.lib、glaux.lib和OpenGL win32實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)入庫opengl32.lib到工程。

接下來初始化OpenGL，這也是本文最重要的部分。先大致講一下基本步驟：首先獲取需要在上面繪圖的設(shè)備環(huán)境（DC）并為該設(shè)備環(huán)境設(shè)置像素格式，然后創(chuàng)建基于該設(shè)備環(huán)境的OpenGL設(shè)備。最后，初始化OpenGL繪制場景及狀態(tài)設(shè)置。前三步的實(shí)現(xiàn)過程在SetOpenGLInterface()函數(shù)中實(shí)現(xiàn)：

PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd = {

　// 初始化象素存儲(chǔ)格式

　sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR), // pfd的大小

　1, // 版本號(hào)

　PFD_DRAW_TO_WINDOW | // 支持窗口

　PFD_SUPPORT_OPENGL | // 支持OpenGL

　PFD_DOUBLEBUFFER, // 支持雙緩存

　PFD_TYPE_RGBA, // RGBA類型

　24, // 24位色深度

　0, 0, 0, 0, 0, 0, // 各顏色位（忽略）

　0, // 無alpha緩存

　0, // 忽略轉(zhuǎn)換位

　0, // 無累計(jì)位

　0, 0, 0, 0,

　32, // 32位深度緩存

　0, // 無模版緩存

　0, // 無輔助緩存

　PFD_MAIN_PLANE, // 主繪制層

　0, // 保留

　0, 0, 0 // 忽略的層掩模

};

m_pDC = GetDC(); // 得到設(shè)備環(huán)境句柄

int iFormat = ChoosePixelFormat(m_pDC-m_hDC, pfd); // 設(shè)置象素格式

SetPixelFormat(m_pDC-m_hDC, iFormat, pfd);

m_hGlrc = wglCreateContext(m_pDC-m_hDC); // 創(chuàng)建渲染上下文

wglMakeCurrent(m_pDC-m_hDC, m_hGlrc); // 設(shè)置一個(gè)線程的當(dāng)前繪圖描述表

這里首先對(duì)描述像素存儲(chǔ)格式的PIXELFORMATDESCRIPTOR結(jié)構(gòu)變量進(jìn)行了填充，在得到設(shè)備環(huán)境句柄后調(diào)用ChoosePixelFormat()和SetPixelFormat()函數(shù)以返回并設(shè)置最佳匹配的像素格式。最后調(diào)用wglCreateContext()創(chuàng)建一個(gè)渲染上下文RC并將其作為參數(shù)通過wglMakeCurrent（）來建立一個(gè)當(dāng)前的繪圖描述表，并在繪制完畢后（通常在WM_DESTORY消息發(fā)出后執(zhí)行）將其釋放：

ReleaseDC(m_pDC); // 釋放DC

if (m_hGlrc != NULL) // 釋放RC

wglDeleteContext(m_hGlrc);

經(jīng)過上面的處理OpenGL就已經(jīng)初始化完畢了，但為了達(dá)到逼真的視覺效果還有必要進(jìn)一步設(shè)置一下場景，這在InitOpenGL（）函數(shù)中完成。具體的工作包括對(duì)光源的各種定義：

GLfloat light_position[] = {0.0, 0.0, 1.0, 0.0}; // 定義光源的位置坐標(biāo)

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);

GLfloat light_ambient[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0}; // 定義環(huán)境反射光

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient);

GLfloat light_diffuse[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0}; // 定義漫反射光

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse);

GLfloat light_specular[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0}; // 定義鏡面反射光

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);

GLfloat light_model_ambient[] = {0.4f, 0.4f, 0.4f, 1.0f}; // 定義光模型參數(shù)

glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, light_model_ambient);

GLfloat local_view[] = {0.0};

glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, local_view);

以及各項(xiàng)相關(guān)功能的使能設(shè)置：

glEnable(GL_LIGHTING); // GL_LIGHTING有效

glEnable(GL_LIGHT0); // GL_LIGHT0有效

glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 允許深度比較

glDepthFunc(GL_LESS); // 激活深度比較

glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.5f, 0.0f); // 設(shè)置藍(lán)色背景

glHint(GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL_DONT_CARE); // 權(quán)衡圖像質(zhì)量與繪制速度

通常，SetOpenGLInterface（）和InitOpenGL（）在WM_CREATE消息發(fā)出后即被執(zhí)行，以確保在程序啟動(dòng)之初完成對(duì)OpenGL的環(huán)境設(shè)置。在視圖初始化更新完畢后，還要進(jìn)行最后的處理--進(jìn)行視口的定義，下面給出的這段InitViewPort（）函數(shù)實(shí)現(xiàn)代碼將完成此功能：

CRect rect; // 得到繪圖客戶區(qū)的大小

GetClientRect(rect);

glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 設(shè)置投影模式

glLoadIdentity(); // 裝載單位矩陣

if (m_nViewMode == 0) // 建立一個(gè)透視投影矩陣

　gluPerspective(90.0, rect.Width() / rect.Height(), 1.0, 10000.0);

if (m_nViewMode == 1) // 建立一個(gè)正射投影矩陣

　glOrtho(-0.5 * 10000.0, 0.5 * 10000.0, -0.5 * 10000.0, 0.5 * 10000.0, 1.0, 10000.0); glViewport(0, 0, rect.Width(), rect.Height()); // 重定視口

　glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // 確定當(dāng)前矩陣模式

　glLoadIdentity(); // 裝載單位矩陣

這里完成的主要工作有對(duì)投影模式的設(shè)置與對(duì)投影矩陣的建立以及對(duì)視口的重定等。其中，控制變量m_nViewMode的取值決定了投影模式（透視投影還是正射投影），并根據(jù)不同的投影模式調(diào)用函數(shù)gluPerspective（）或glOrtho（）建立相應(yīng)的投影矩陣。函數(shù)gluPerspective（）用于創(chuàng)建一個(gè)對(duì)稱透視視景體，第一個(gè)參數(shù)定義了視野在X-Z平面的角度，取值范圍為[0.0, 180.0]；第二個(gè)參數(shù)是投影平面寬度與高度的比率；后兩個(gè)參數(shù)分別為遠(yuǎn)近裁剪面沿Z負(fù)軸到視點(diǎn)的距離，總為正值。glOrtho（）用于創(chuàng)建一個(gè)平行視景體（實(shí)際是創(chuàng)建一個(gè)正射投影矩陣，并以此矩陣乘以當(dāng)前矩陣）。其近裁剪、遠(yuǎn)裁剪平面均為矩形，近裁剪矩形左下角點(diǎn)和右上角點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)分別為（left，bottom，-near）和（right，top，-near）；遠(yuǎn)裁剪平面的相應(yīng)空間坐標(biāo)分別為（left，bottom，-far）和（right，top，-far）。這里所有的near、far值同時(shí)為正或同時(shí)為負(fù)。若未進(jìn)行其他變換，正射投影的方向?qū)⑵叫杏赯軸、視點(diǎn)朝向Z負(fù)軸。

視口確定之后就可以著手對(duì)場景的繪制了。這主要在ReDraw()中完成，并在OnSize（）、OnDraw（）等需要重繪的地方被調(diào)用。由于這部分不屬于OpenGL框架搭建的內(nèi)容，因此該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)將在后續(xù)的文章中進(jìn)行詳細(xì)介紹，這里不再贅述

gis的體系結(jié)構(gòu)

從應(yīng)用的角度，地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供環(huán)境；數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容；方法為GIS建設(shè)提供解決方案；人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動(dòng)性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個(gè)組成部分。

硬件主要包括計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)輸入，顯示和輸出的外圍設(shè)備等等。

軟件主要包括以下幾類：操作系統(tǒng)軟件 、數(shù)據(jù)庫管理軟件 、系統(tǒng)開發(fā)軟件 、GIS 軟件，等等。 GIS軟件的選型，直接影響其它軟件的選擇，影響系統(tǒng)解決方案，也影響著系統(tǒng)建設(shè)周期和效益。

數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。數(shù)據(jù)組織和處理是GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及許多問題：

——應(yīng)該選擇何種（或哪些）比例尺的數(shù)據(jù)？

——已有數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性如何？

——數(shù)據(jù)精度是否能滿足要求？

——數(shù)據(jù)格式是否能被已有的GIS軟件集成？

——應(yīng)采用何種方法進(jìn)行處理和集成？

——采用何種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)，等等。

方法指系統(tǒng)需要采用何種技術(shù)路線，采用何種解決方案來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。方法的采用會(huì)直接影響系統(tǒng)性能，影響系統(tǒng)的可用性和可維護(hù)性。

人是GIS系統(tǒng)的能動(dòng)部分。人員的技術(shù)水平和組織管理能力是決定系統(tǒng)建設(shè)成敗的重要因素。系統(tǒng)人員按不同分工有項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目開發(fā)人員、項(xiàng)目數(shù)據(jù)人員、系統(tǒng)文檔撰寫和系統(tǒng)測試人員等。各個(gè)部分齊心協(xié)力、分工協(xié)作是GIS系統(tǒng)成功建設(shè)的重要保證。

GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)需要從以上五個(gè)方面著手。

GIS 的應(yīng)用領(lǐng)域

地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。 (加測繪、應(yīng)急、石油石化等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。)

以下地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域分別回答了在各自領(lǐng)域內(nèi)的作用

◆ 資源管理 (Resource Management)

主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級(jí)、統(tǒng)計(jì)、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。

◆ 資源配置 (Resource Configuration)

在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

◆ 城市規(guī)劃和管理 (Urban Planning and Management)

空間規(guī)劃是GIS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，城市規(guī)劃和管理是其中的主要內(nèi)容。例如，在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運(yùn)動(dòng)場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。

◆ 土地信息系統(tǒng)和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)

土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。

◆ 生態(tài)、環(huán)境管理與模擬 (Environmental Management and Modeling)

區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、污染物削減分配的決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。

◆ 應(yīng)急響應(yīng) (Emergency Response)

解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭、核事故等重大自然或人為災(zāi)害時(shí)，如何安排最佳的人員撤離路線、并配備相應(yīng)的運(yùn)輸和保障設(shè)施的問題。

◆ 地學(xué)研究與應(yīng)用 (Application in GeoScience)

地形分析、流域分析、土地利用研究、經(jīng)濟(jì)地理研究、空間決策支持、空間統(tǒng)計(jì)分析、制圖等都可以借助地理信息系統(tǒng)工具完成。

◆ 商業(yè)與市場 (Business and Marketing)

商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無法達(dá)到預(yù)期的市場和服務(wù)面。有時(shí)甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年 齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。房地產(chǎn)開發(fā)和銷售過程中也可以利用GIS功能進(jìn)行決策和分析。

◆ 基礎(chǔ)設(shè)施管理 (Facilities Management)

城市的地上地下基礎(chǔ)設(shè)施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設(shè)施、 電力設(shè)施等)廣泛分布于城市的各個(gè)角落、且這些設(shè)施明顯具有地理參照特征的。它們的管理、統(tǒng)計(jì)、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。

◆ 選址分析 (Site Selecting Analysis)

根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境的特點(diǎn)，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征、環(huán)境影響等因素，在區(qū)域范圍內(nèi)選擇最佳位置，是GIS的一個(gè)典型應(yīng)用領(lǐng)域，充分體現(xiàn)了GIS的空間分析功能。

◆ 網(wǎng)絡(luò)分析 (Newwork System Analysis)

建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計(jì)算機(jī)模型，研究交通流量、進(jìn)行交通規(guī)則、處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。 警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實(shí)例。

◆ 可視化應(yīng)用 (Visualization Application)

以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。

◆ 分布式地理信息應(yīng)用 (Distributed Geographic Information Application)

隨著網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用類型，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲(chǔ)和信息共享，以及遠(yuǎn)程空間導(dǎo)航等。

GIS常用軟件

國外的：

AutoCAD Map3d

ArcGIS（包括ArcGIS, MapObjects, ArcIMS、ArcSDE、ArcEngine、ArcServer等）

MapInfo

GeoMedia

MGE

SmallWorld

Grass

國內(nèi)的：

Supermap

MapGIS

GeoStar

TopMap

GeoBean

VRMap

MapEngine

geobrain

新聞名稱：三維gis技術(shù)架構(gòu)圖 三維gis的應(yīng)用實(shí)例
地址分享：http://chinadenli.net/article6/dojgjig.html

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