三维地理信息系统(GIS)技术综述
2) 基于图像的方法,利用近景、航空与遥感图像建立包括顶部细节在内的逼真表面模型,该方法相对比较费时和昂贵,自动化程度还不高。
3) 基于点群的方法,利用激光扫描和地面移动万方测量快速获得的大量三维点群数据建立几何表面模型。
三维重建的数据源还可以分为远距离获取的数据(卫星影像、航空影像、空载激光扫描等)、近距禽获取的数据(近景摄影、近距激光扫描、人工测量)和GIS/CAD导出数据3种(Brenner and Haala, 2001 ;Shiode,2001)。不同的数据源对应着不同的三维模型细节和应用范畴。比如基于遥感影像和机载激光扫描的方法用于大范围三维模型数据获取;车载数字摄影测量方法适用于走廊地带建模;地面摄影测量方法和近距离激光扫描方法则适用于复杂地物精细建模等。其中,基于影像和机载激光扫描系统的三维模型获取方法能够适用于在大范围地区快速地获取地面与建筑物的几何模型和纹理细节,虽然现有技术在很大程度上还依赖于人工辅助,但这无疑是最有潜力的三维模型数据自动获取技术之一。基于已有2维GIS数据的简单建模方法具有成本低、自动化程度高的优点,在某些需要快速建立三维模型的领域也有着广泛的应用,这也是现有大多数2维GIS提供三维能力的最主要方式。基于CAD的人机交互式建模方法将继续被用于一些复杂人工目标的全三维逼真重建。另外,基于图像的建模和绘制(Imageb asedm odeling&rendering;IB MR)作为一种新的视觉建模方法,在不需要复杂几何模型的前提下也能够获得具有高度真实感的场景表达,能够较好地解决三维建模过程中模型复杂度与绘制的真实感和实时性3者之间的矛盾,大大简化了复杂的数据处理工作。因此也被越来越多地用于各种虚拟环境的建立,特别是基于图形和图像的两种建模技术被综合用于高度真实感的三维景观模型的创建。上述技术主要应用于重建目标的三维表面模型,而有关地球科学领域的真三维重建技术在吴立新教授的《真三维地学模拟的若干问题》一文中有详细介绍。
随着三维 GIS的深人发展和广泛应用,人们越来越关注三维模型数据的准确性、逼真性和有用性。在追求三维模型逼真和准确的同时,也带来了数据生产的高投人。与2维空间数据相比,三维空间数据不是简单的一一对应或扩展,三维空间数据库的建设至今仍然是一项复杂而昂贵的综合性工程。大型三维GIS系统建设的生产效率、质量控制、数据安全和有效存储与管理等间题日益突出,并直接关系到系统建设与应用的成败。决定空间数据具体生产方案的3个要素分别是精度、成本和效率,最终系统的有用性和提供的空间分析能力又取决于模型的逼真程度以及所选择的数据源和建模方法。因此,三维GIS缺乏有关数据内容、细节程度、定位精度和生产工艺等的技术标准已经成为制约其推广应用的关键问题之一。





