三維地理信息可視化·城市篇技術(shù)解析

三維地理信息可視化技術(shù)解析

數(shù)據(jù)猿 | 2020-06-17 17:37

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】基于三維GIS將現(xiàn)實世界中三維對象的相關(guān)屬性與空間位置進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過經(jīng)緯度與高程數(shù)據(jù)對空間對象進(jìn)行數(shù)據(jù)化描述，可對空間實體的位置、分布、距離等空間信息進(jìn)行科學(xué)分析；與可視化技術(shù)的結(jié)合，可直觀化、形象化呈現(xiàn)實體對象在空間中的真實狀態(tài)。

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三維地理信息系統(tǒng)
— 分析空間數(shù)據(jù)的科學(xué)工具 —

三維地理信息系統(tǒng)，即三維GIS，是對包括大氣層在內(nèi)的地球表層，與地理有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

基于三維GIS將現(xiàn)實世界中三維對象的相關(guān)屬性與空間位置進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過經(jīng)緯度與高程數(shù)據(jù)對空間對象進(jìn)行數(shù)據(jù)化描述，可對空間實體的位置、分布、距離等空間信息進(jìn)行科學(xué)分析；與可視化技術(shù)的結(jié)合，可直觀化、形象化呈現(xiàn)實體對象在空間中的真實狀態(tài)。

三維地理信息系統(tǒng)是構(gòu)建行業(yè)可視化決策系統(tǒng)的重中之重，具有不可替代的重要作用，能夠?qū)⒌貓D要素、業(yè)務(wù)管理、物聯(lián)網(wǎng)感知、視頻監(jiān)控等多類型數(shù)據(jù)整合到一個三維可視化空間，進(jìn)行高度融合與挖掘分析，并構(gòu)建智慧管理相關(guān)的應(yīng)用，輔助用戶對三維空間中的各類監(jiān)測對象做出快速、準(zhǔn)確的判斷，為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、決策提供可視化支撐。

三維地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的
— 關(guān)注要點 —

如前所述，正因三維地理信息系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)支撐作用，那么具體到可視化決策系統(tǒng)中三維地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用來說，必須滿足以下幾個方面的要求：

1.功能
三維地理信息系統(tǒng)的重要功能是加載顯示各領(lǐng)域數(shù)據(jù)，并進(jìn)行融合分析，因此必須要具備超凡的兼容性，能夠承載大規(guī)模城市運行態(tài)勢。可以加載顯示高精度地形數(shù)據(jù)、三維建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)、城市傾斜攝影數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、車輛、人員、攝像頭、基礎(chǔ)設(shè)施、事件數(shù)據(jù)等要素信息，完整、詳盡的對城市運行態(tài)勢進(jìn)行全方位復(fù)現(xiàn)。

2.精確
城市精細(xì)化管理要求三維地理要素數(shù)據(jù)顯示必須具備高度的準(zhǔn)確性，精準(zhǔn)定位并真實反映各類地理要素的空間位置信息和狀態(tài)，為用戶決策研判提供全面、精確的支持和依據(jù)。實現(xiàn)城市管理空間的逐級細(xì)化、管理對象的精確定位、數(shù)據(jù)指標(biāo)的精準(zhǔn)反映等，保障城市精細(xì)化管理體系有效運行。

3.效果
對于需要加載到三維地理信息系統(tǒng)中顯示的，匯集上來的城市各領(lǐng)域要素數(shù)據(jù)，不應(yīng)是簡單的信息堆砌，而應(yīng)經(jīng)過良好的視覺、風(fēng)格設(shè)計。提供高水準(zhǔn)的視覺效果，這對于管理者提升決策的判斷力、提高工作效率等具有顯著的意義。

數(shù)字冰雹三維地理信息可視化
— 技術(shù)解析 —

數(shù)字冰雹作為深耕可視化領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，歷經(jīng)十余年、上千個實際項目的深厚積累，在深度理解行業(yè)用戶業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，對三維地理信息技術(shù)與可視分析技術(shù)結(jié)合、高效構(gòu)建大規(guī)模仿真城市等應(yīng)用，有著深刻的理解和經(jīng)驗。本文將對數(shù)字冰雹三維地理信息可視化技術(shù)的功能特性進(jìn)行解析。

一、三維地理信息顯示
1、原生兼容各類地理信息數(shù)據(jù)
數(shù)字冰雹三維地理信息系統(tǒng)，原生兼容各類地理信息數(shù)據(jù)。支持動態(tài)加載全球范圍多種通用地圖數(shù)據(jù)加載，支持警用PGIS、天地圖等專用地圖數(shù)據(jù)，支持高精度高程數(shù)據(jù)、各類矢量地理要素數(shù)據(jù)（如：道路、建筑、行政區(qū)劃、海洋邊界等）、傾斜攝影數(shù)據(jù)、無人機(jī)航拍數(shù)據(jù)、精細(xì)建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等，并支持坐標(biāo)偏移校正，經(jīng)/緯/高坐標(biāo)厘米級精度定位，實現(xiàn)各類地圖要素數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)疊加顯示。

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（多地圖數(shù)據(jù)加載）

2.地形地貌、環(huán)境效果渲染
支持全球高程數(shù)據(jù)疊加，實現(xiàn)超大范圍三維地形顯示，真實還原山峰/峽谷、海面、植被、道路、建筑等地形地貌，支持傾斜攝影數(shù)據(jù)疊加，實現(xiàn)全球范圍、超大規(guī)模地形渲染。

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（地形地貌渲染）

支持對水面波浪、地面植被、天空大氣、光照陰影、城市夜間燈光、街道車流密度等地理環(huán)境效果進(jìn)行高逼真、動態(tài)渲染，可達(dá)影視級實時可視化效果；并可結(jié)合能見度計算、光照計算等多種仿真計算模型，真實模擬大氣、光照、陰影等環(huán)境效果。

3.超大規(guī)模城市渲染，多精度建筑模型顯示
針對不同應(yīng)用需求，提供不同精度城市建筑模型數(shù)據(jù)，實現(xiàn)無限接近真實的可視化。能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模城市建筑的動態(tài)加載，從地球全景到大規(guī)模城市建筑直至具體設(shè)備的平滑過渡，無需進(jìn)行畫面切換；支持L1級到L4級精度建筑模型的無縫切換。

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（一級精度樓宇建筑效果）

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（二級精度樓宇建筑效果）

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（三級精度樓宇建筑效果）

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（四級精度樓宇建筑效果）

（4）智能化全尺度渲染，視野無極縮放顯示
系統(tǒng)具備智能化全尺度渲染能力，支持從地面到太空的連貫渲染，可依據(jù)用戶視野動態(tài)加載不同精度級別的模型數(shù)據(jù)，自動優(yōu)化顯示效率，可實現(xiàn)從宇宙空間到大規(guī)模城市、再到建筑、裝備細(xì)節(jié)的無級放縮，流暢呈現(xiàn)。

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（從太空到樓宇無極縮放）

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（從樓宇到太空無極縮放）

二、支持基于三維地理空間的可視分析
1、豐富的三維地理空間可視分析視圖支持
支持在三維態(tài)勢地圖的基礎(chǔ)上疊加可視化分析圖表，以直觀呈現(xiàn)和深度挖掘數(shù)據(jù)變化及規(guī)律，可提供地理空間分布圖、地理空間統(tǒng)計圖、地理空間關(guān)系圖等多種分析視圖。

如：通過單柱圖、簇狀柱圖、堆積柱圖、氣泡圖等立體化圖表呈現(xiàn)監(jiān)測目標(biāo)的數(shù)量統(tǒng)計；通過節(jié)點軌跡圖、星光圖、熱圖等三維空間分布圖呈現(xiàn)監(jiān)測目標(biāo)的分布規(guī)律；通過鏈路圖等三維空間關(guān)系圖呈現(xiàn)監(jiān)測目標(biāo)之間的流動關(guān)系...通過地理空間可視分析，可以使復(fù)雜晦澀的數(shù)據(jù)態(tài)勢、規(guī)律，清晰易懂、一目了然，助力用戶駕馭數(shù)據(jù)。

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（經(jīng)濟(jì)態(tài)勢三維柱狀圖）

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（活動場館熱力圖）

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（人員流動鏈路圖）

2、仿真計算模型接入
支持仿真計算模型接入，為復(fù)雜應(yīng)用場景提供分析支持，清晰有效地進(jìn)行信息傳遞。如接入掃描范圍/偵測區(qū)域仿真計算模型，能夠在三維空間中對傳感器、無人機(jī)等要素的掃描范圍、偵測區(qū)域等信息進(jìn)行動態(tài)直觀呈現(xiàn)。

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（傳感器包絡(luò)范圍可視化）

三、多樣化地圖風(fēng)格定義，超炫酷視覺效果
1、個性化地圖風(fēng)格
數(shù)字冰雹三維地理信息系統(tǒng)兼具真實地球環(huán)境風(fēng)格和超現(xiàn)實信息化風(fēng)格，內(nèi)置多套地圖風(fēng)格濾鏡，可根據(jù)用戶使用場景、行業(yè)慣例的實際需求，通過配置文件快速生成多種地圖風(fēng)格，實現(xiàn)炫酷的地圖效果。

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（多地圖風(fēng)格）

2、多樣化的城市建筑風(fēng)格
支持多種城市建筑風(fēng)格，如信息化風(fēng)格、實體化風(fēng)格、寫實化風(fēng)格等，針對不同可視化場景的地圖樣式需求，均可提供超炫酷顯示效果、非凡視覺體驗。

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（多城市建筑風(fēng)格）

三維地理信息可視化
— 賦能科學(xué)決策 —

在數(shù)字冰雹眾多智慧城市可視化決策系統(tǒng)項目中，三維地理信息系統(tǒng)均起到了基礎(chǔ)性的支持作用，實現(xiàn)了城市各類數(shù)據(jù)的融合貫通與直觀可視，對城市運行態(tài)勢進(jìn)行了全方位、立體化復(fù)現(xiàn)，為城市管理者進(jìn)行監(jiān)測、管理、決策等業(yè)務(wù)提供了有力支撐。未來，數(shù)字冰雹將繼續(xù)深耕可視化技術(shù)，鼎力幫助各行業(yè)用戶提升決策能力和效率。

來源：數(shù)據(jù)猿

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