北京超图软件股份有限公司有机整合了二维GIS强大的分析功能和基于虚拟现实技术的三维GIS的绚丽可视化效果,自主研发了二三维一体化技术体系,保证二维与三维GIS技术的无缝融合.SuperMap GIS从内核层面打造的二三维一体化技术体系,突破了单纯三维软件的应用瓶颈,提供了三维空间数据管理与查询,三维符号体系,二三维空间分析等实用GIS功能.主要包括:二维与三维数据模型,数据存储方案,数据管理,符号,可视化和分析功能的一体化;海量二维数据直接在三维场景中的高性能可视化及三维空间丰富的分析功能.突破了单纯的三维系统只能查询,浏览的瓶颈,推动三维GIS升华为面向业务管理和辅助决策的深度应用.解决了数据一体化难,功能一体化难和缺乏分析功能等问题,其关键技术包括:

(1)首次实现了产品一体化(实现了桌面,组件,移动端,服务器,Web端等产品一体化),数据一体化(二维,三维数据的一体化存储管理),符号一体化(二维符号,三维场景等一体化,图1)和分析一体化(二维空间分析,网络分析和地形分析,三维量算分析,空间分析,网络分析和扩展分析等).

(2)首次实现全平台二三维一体化,从底层完全自主研发了二三维一体化GIS内核,组件,桌面,服务器,客户端,移动端等全系列产品内置三维功能(图2),同一产品内可同时操作和管理二维数据和三维数据,降低学习成本,提升工作效率,有助于构建实用的,满足深度业务需求的三维GIS应用.目前这项技术属国内外领先水平.

(3)采用全球剖分,动态调度,GPU渲染和快速渲染等核心技术,提高了三维性能,可流畅支持1000 km²以上的精细模型,支持1000万记录以上的矢量地物,通过LOD技术可以流畅支持TB级的地形和影像数据,确保三维GIS应用的高效性能(图3).

(4)研发绚丽的视觉效果,提供水面,粒子,局部动画,太阳阴影等三维视觉效果(图4),显著提升三维场景的视觉效果和用户体验;研发了强大的三维符号,三维场景中的绿植,路灯,道路,铁路,水面等要素均可以用三维符号展现,可大幅降低数据建模成本,而且可兼顾数据的展现与查询分析.

(5)在倾斜摄影模型领域突破了模型数量庞大,难以单体化的技术难题,全系列产品均实现了倾斜摄影模型的GIS应用.无需导入,可直接加载倾斜摄影模型数据;支持倾斜摄影模型数据的动态投影,实现与其他GIS数据叠加;支持倾斜摄影模型的单体化选择,查询及专题图表达等二三维一体化的GIS应用;支持倾斜摄影模型的三维空间分析.

该技术体系的各项成果已成功推广应用于国土,军事,石油石化,水利,环保,气象,交通等行业领域,并在汶川和芦山抗震救灾,北京奥林匹克运动会,上海世界博览会,日本札晃八国峰会,第6届亚洲冬季运动会,第16届亚运会等一系列国内外重大事件中发挥了重要作用.在由国土资源部第二次全国土地调查办负责组织实施的全国"一张图"本底数据库建设项目中,基于本项目关键技术,直接将基于SuperMap SDX+空间数据库技术管理的海量影像和矢量数据在三维场景中可视化,实现了二维数据库(45 T)升级到三维数据库;基于该项目所研发的产品及应用工程,近年来累计获得北京市科技进步一等奖1项,二等奖2项;地理信息科技进步奖特等奖1项,一等奖1项,三等奖1项;中国地理信息产业优秀工程金奖15个,银奖12个;测绘科技进步奖特等奖1项,二等奖2项;2012年获三维地理信息服务平台测评第一名.

The authors have declared that no competing interests exist.

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