三維電子沙盤

三維電子沙盤

三維電子沙盤,又稱三維數字地圖,三維地理信息系統。是遙感、地理信息系統、三維仿真等高新技術的結合。三維電子沙盤可以模擬飛行和遊覽過程。並能顯示地理坐標和高度信息。

基本介紹

  • 中文名:三維電子沙盤
  • 又稱:三維數字地圖
  • 作用:可以模擬飛行和遊覽過程
  • 顯示:地理坐標和高度信息
國內外三維建模現狀,特點,系統組成:,數據管理,套用領域,三維電子沙盤優點,

國內外三維建模現狀

隨著圖形硬體的發展,視點不相關遞進格線算法套用到地形可視化方面,國內外關於三維建模這方面的研究大致可分為以下四類:
(1)基於二維GIS向三維GIS擴展
在二維GIS數據的基礎上構建三維GIS是目前三維建模的重要途徑之一。這種方法的優點省略了數據採集的步驟,建模速度比較快;缺點是由於二維GIS數據中信息缺失,如缺少房屋建築物的高樓信息,只能依據層數推測房屋建築物的高度,這種方法由於缺乏準確的第三維數據以及空間關係的表達,所能表達的信息較少、精度較低,進行空間分析能力有限。
(2)三維建模工具
採用三維建模軟體,目前較為常用的是Autodesk公司的sdsMAX和Maya、
Multigen公司的Creator、Google公司的SketchUp、Microsoft旗下Caligari公司的trueSpacd等,利用採集的空間三維信息構建立體模型的轉入轉出並製作的三維地物模型外觀精細、美觀;缺點是適合小範圍內的三維重建,大範圍的三維重建不僅工作量大而且地物與地形的集成匹配較為繁瑣。
(3)數字地形圖DEM與航空航天遙感影像疊加起來構建三維立體模型。
如LotharKoppers藉助VRML語言將影像和高程格線疊加在一起,實現了可以任意漫遊的三維景觀模型,TsuyshiHonjio藉助CAD系統將影像疊加到DEM上,在此基礎上添加地物模型生成地形景觀模型。這種建模技術較適合大範圍區域內三維地形瀏覽,但是空間對象的編輯、查詢和空間分析的功能比較弱。
(4)真三維空間數據模型
隨著三維數據獲取技術(數字攝影測量技術,高解析度衛星影像與航空立體像對獲取技術,雷射掃描技術等直接獲取或自動、半自動提取地物的真三維信息)的快速發展和計算機性能的提高,獲取大面積精細、完整的三維信息(包括形狀、高度)相對容易實現,迫切需要一個真三維的空間數據模型來組織和管理三維數據。國內外許多專家進行了大量的探索和研究,目前將三維空間模型大致分為三類基於矢量結構的、基於柵格結構的和失柵混合結構的。國內外一些著名的公司與研究機構也已經相繼堆出了比較有代表性的三維軟體系統。

特點

·在地形上貼衛星影象和地形圖、專題圖等信息。可以將地名等標註信息直接做在貼面上,也可以三維標註;
·任意在三維環境中瀏覽,高度、角度、俯仰任意控制;
·可以填加建築物、道路、樹木、人物等三維設施;建築物可以設計成實景或模擬方式。
·可以在編輯環境下進行三維設計。
三維電子沙盤的效果除了與數字地面模型的精度有關外,還與地面的材料有關。

系統組成:

三維電子沙盤系統是以基礎地理信息數據、模型數據、屬性數據、圖形數據為數據基礎,以各種三維仿真的手段建立的系統,數據是整個系統的基礎。基礎地理空間信息資料庫包括主比例尺的地形圖(DLG)、正射影像圖(DOM)、柵格圖數據(DRG)、數字高程模型(DEM)數據等戰場基礎地理空間數據。

數據管理

三維電子沙盤的數據包括:基礎地理信息數據、模型數據、屬性數據、圖形數據等,系統可提供前端的數據管理工具,對後台數據進行管理,如:添加、刪除、更新等。
通過在三維場景中載入基礎地理信息數據可以呈現真實的地理環境,如海水、 地形等。
可以針對不同的方案設定不同的模型數據,用戶通過連結的方式將模型數據同時與屬性數據關聯,達到方案推演的真實效果。

套用領域

三維電子沙盤被廣泛套用於城市規劃、軍事演習、工程設計、農業規劃、環境治理等領域,提供了方便快捷的量算功能,在三維場景中用戶通過點擊滑鼠的 方式可以進行取點、距離量算、面積量算、高度量算、模型距離量算等。

三維電子沙盤優點

通過集成遙感、地理信息系統和三維仿真技術建立的電子沙盤,具有傳統模擬沙盤和平面地圖不可比擬的優勢。數虎三維電子沙盤總結了如下優點:
三維電子沙盤
(一)、地形信息準確
採用國家標準地形圖建立數字地面模型,可以準確的按比例還原地貌形態;
(二)、地物表示詳細
採用衛星遙感影象做為地表貼面,反映和實地一樣的地表形態,河流、植被、道路、居民地等信息一目了然。
(三)、地物表現直觀
衛星遙感影象的色彩,經過合理的波段組合和時相選取,可以模擬實地景觀,如同身臨其境。
(四)、瀏覽方便
在三維電子沙盤中進行任意縮放和漫遊、可以模擬飛行,對目標進行全方位的觀察分析;
(五)、地形信息檢索
可以查詢任意某地的地理坐標和海拔高度;
(六)、地形分析和量算
可以在上面進行距離、面積、體積的量算,還可以進行通視、剖面、淹沒等分析;
(七)、模擬
可以在上面任意位置模擬火場、爆炸等,並進行路線選擇和規劃;
(八)、將地面設施立體化
將樓房等基礎設施等,以三維方式展現;
(九)、屬性查詢
可以直接在三維電子沙盤上查詢各種信息;
(十)、集成GPS系統
實現直接在三維電子沙盤上跟蹤和調度;

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