gis三维可视化技术所使用的主要原理有

三维可视化技术与GIS工程

专注于为中小企业提供成都网站设计、成都网站建设服务,电脑端+手机端+微信端的三站合一,更高效的管理,为中小企业盂县免费做网站提供优质的服务。我们立足成都，凝聚了一批互联网行业人才，有力地推动了上千余家企业的稳健成长，帮助中小企业通过网站建设实现规模扩充和转变。

一、前言目前，科学可视化、计算机动画和虚拟现实技术蓬勃发展，并

成为计算机图形学领域的三大热门研究方向，它们的核心都是三维真实感图

形[1],也就是三维可视化技术。三维可视化技术是目前计算机技术和图像

图形学发展的热点之一，它是依靠视觉效果将数据所要表达的信息直观显示出来的一种最好的方法。传统的地理信息系统对实物的空间立体感表达就比

较抽象，将三维可视化技术引入GIS领域中可以动态地、形象地、多视角地、多层次地、如实逼真地描绘地球科学中的客观现象。如通常所见的地

形三维可视化、虚拟战场、数字社区和虚拟城市等。本文结合在GIS中的应

用介绍三维可视化开发的基本方法。

二、三维可视化GIS关键技术三维可视化技术可以简单的分解为三种技术的结合：可视化、三维和GIS。下面分析了可视化技术、虚拟现实、体视化技术、三维技术等关键技术。

1、可视化技术

可视化，也称为科学计算可视化(VisualizationinScientific

Computer),它是指运用计算机图形和图像处理技术，把科学数据转换成可视的、能帮助科学家理解的信息，并进行交互处理的理论、方法和技术。

GIS可视化技术是目前信息领

域中广泛应用的一项技术，它通过强大的、有效的地图系统将复杂的空间

和属性数抓以地理的形式进行描述，具有界面风格人性化设计，实现了文本、

图形和图像信息相结合的定位、查询、检索模式信息表达形象化、自观化操作简单便利等特点［2］。

2、虚拟现实

虚拟现实(VirtualReality)技术是一个由图像技术、传感

器技术、计算机技术、网络技术以及人机对话技术相结合的产物。它以计算

机技术为基础，利用高性能、高度集成的计算机硬、软件及各类先进的传感

器，去创造一个使参与者处于一个三维视觉、听觉和触觉的环境，具有完善

的交互作用能力、能帮助和启发进入虚拟境界的参与者的构思的

三维GIS技术是什么?

随着三维GIS技术的应用愈加普及，在智慧城市经济发展，市场监管，社会治理，公共服务，环境保护等行业领域利用三维可视化技术GIS+BIM模型优越的可视化3D空间展现能力，以三维模型为载体，将各种零碎、分散、割裂的信息数据，以及建筑运维阶段所需的各种机电设备、物业管理、安全管理参数进行一体化整合的同时，进一步引入建筑的日常设备运维管理功能，形成基于BIM的建筑空间与设备运维、安全监控、品质管理的能力。

广州千越飞鸿科技有限公司 结合实际运维管理的需求，基于GIS+BIM大数据的智能化建筑运维管理系统应运而生。智能化建筑管理平台借助于3DGIS、BIM、物联网等信息技术，将智能化、机电、安全、品质、资产、物业管理、节能管理、对外展示等多角度的系统与建筑三维模型及管理需求进行一体化整合。最终建设目标通过对各系统的集成统一，建立建筑主题数据库，为智慧园区提供可靠的设备运维分析、安全管理监控、品质运管理、资产信息化管理、物业管理服务、节能管理、信息化决策等一系列专业性服务。

如何使用GIS监控道路桥梁情况？

1 建立大数据桥梁安全维护系统的必要性

21 世纪宏伟的桥梁建设规模及与飞速发展的互联网技术缩小了人们交流和沟通时空，互联网技术在桥梁安全维护领域应用也得到了快速发展。据统计，至2013 年我国桥梁数量有73. 53 万座，其中特大桥3 075 座，大桥67 667 座，总里程达3349. 44 万m，94% 为中小桥梁位于县乡一级等通行能力差，技术标准低的公路上，其中荷载标准低，大约30%为3 ～ 4 类桥梁，大约15% 为不能满足通行能力的桥梁。今后，桥梁重点将逐步从建设阶段转为养护维护阶段。这么大量桥梁运营维护安全工作成为十分紧迫的要求。

桥梁在长期运营过程中，随着桥龄的增加，桥梁性能不断退化，桥梁损伤及病害不断增多，对桥梁养护及维护工作要求不断提高。为适应这种趋势和需求，我国规范针对桥梁项目维护内容、维护周期以及评定方法均作了明确规定。《公路桥涵养护规范》要求桥梁每月至少1 次经常性检查，定期检查最长时间不超过; 《城市桥梁养护技术规范》中对桥梁技术状况监测及评价的内容、方法、周期都做了相应的规定; 《公路水运工程试验检测管理办法》

对桥梁机具和设备等参数提出要求，由此每座桥梁都产生大量的养护及维护数据。桥梁数据表现出格式多样性和高维度的特点，

不但包括文本、数字、图片及视频等多种格式的数据，还包括桥梁类型、跨度、支座类型以及桥梁应力、挠度等多个维度的数据。传统的桥梁检测、养护、信息存储及养护决策方式已经不能满足于现代桥梁安全维护的要求。随着移动互联网技术的发展，将移动互联网技术融入到桥梁安全维护系统中成为一种趋势。Sybase 公司组建Sybase 分析平台，通过复杂

桥梁数据进行快速分析，尤其是在对高峰期数据分析进行了相关的探索，而我国在基于大数据平台的桥梁维护技术方面还不成熟，因此建立基于大数据的桥梁安全维护系统十分必要。

2 桥梁大数据

桥梁大数据具有数量大、多样化、快速化及信息密度低的特点。每座桥梁桥梁具有完备的全寿命周期可备查询的数据，包括桥梁规划设计、建设、维护、检测、加固、专家知识等信息数据，以及依靠先进技术建立的GIS 系统数据、3 维模型及桥梁分析数据。如图1。

2. 1 桥梁建设资料、监控资料和施工资料对于运营桥梁来说，初始的桥梁档案包括桥梁设计过程所产生的图纸、文件、宣传资料、试验数据及报告，以及和施工过程所需的项目计划书、招投标书、合同、验收报告、竣工图纸、会议记录、财务报表、人员及企业档案、产品说明书、技术指南、规范文档等等。这部分资料将作为桥梁维护的重要参考，并

随着桥梁建成使用，数据不断得到扩充和更新。

视频监控系统：如何让GIS和视频相融合？

与传统的单纯获取监控目标的实时音频、视频信息的视频监控系统相比,集成了空间位置信息的三维视频监控系统在增强用户空间位置意识、辅助用户应急决策等方面将发挥更大的作用。如何把三维GIS与广泛分布于城市各个角落的视频监控系统集成起来已成为基于位置的视频监控系统的研究热点。 三维视频融合分析系统简介 在三维视频监控方面,目前比较普遍的做法是从各地实时监控影像中采集出图片,以标注的形式在三维场景中进行显示。当用户想知道某地的监控影像时,点击该标注即可弹出实时监控影像截图。这种做法只是视频与三维平台的初步结合，并没有发挥出三维场景的直观特点，也远没有达到视频位置与周边三维信息的融合目标。与直接标注的方式不同，我们采用将视频投影到三维地图的方法，研发出一套基于三维视频融合的监控分析系统，使监控视频具有了空间位置感，实现了三维场景与动态视频的融合。 近年来公安部正在大力推行创建“平安城市”试点工作，在城市中安装了大量的视频监控设备以强化治安管理，防范和追述重大事件的发生。“平安城市”作为一个特大型且综合性很强的管理系统，主要通过视频监控系统，数字化城市管理系统以及道路交通等多个系统的紧密配合来实现城市的平安和谐。在“平安城市”建设的任务中，维护公共安全，建立高效可靠的城市安防体系与应急反应平台是整个系统实现对城市的有效管理和打击违法犯罪的重中之重。该平台所涉及的主要关键技术包括智能视频分析，生物识别以及射频识别技术等，并整合了环境监测，通路监测，物品安全审查和出入口控制等多项功能的整体安全防护系统。 在刑事犯罪等重大事件发生后，为了分析犯罪现场和提取犯罪线索，公安局刑侦部门通常会调取在案发地点附近的多个摄像头相关时段的视频并对嫌疑人进行甄别和行为分析，通常需要众多有经验的刑侦人员对不同的视频记录前后反复对比观看，获取有价值的犯罪线索。然而，由于案件数目的不断增加，以及数以万计的摄像头所产生的海量视频数据已经对公安刑侦部门的案件处理能力造成巨大的压力，如何从这些视频数据中快速，自动和智能地提取，处理与理解场景中的关键信息，从而有效地应用于社会安全事件的解决已成为目前公安系统和城市管理部门最为关心的问题之一。 基于三维视频融合的监控分析系统结合了业界领先的计算机视觉技术，能够对在不同摄像头中出现的人员进行有效检测、跟踪和关联并快速地甄别犯罪嫌疑人及车辆，从而大幅度减少刑侦人员查看视频的时间，显著提高案件的取证速度和侦破效率。同时，该系统采用了三维沉浸式显示，可给出监控区域和视频更为直观和立体的视觉效果，并增强了用户与系统交互的友好性和便捷性。通过对应用层的扩展，该系统还可以用于日常监控视频的在线处理，从而实时地实现对视频中人员和车辆等目标的智能识别，跟踪和行为分析，为日常的城市管理和生产生活服务。目前该系统已在福建泉州、浙江宁波等地的公安机构进行试点并进行产业化项目实施。

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