浅谈SuperMap 新一代三维GIS

　　GIS的本质是在以直观的方式表达现实世界的基础上，对各类信息进行查询、分析、处理和展现，以便人们进行科学决策。经过十多年的发展，二维GIS技术在业务管理和工作效率提升上的优越性已经得到广泛认可，并在国内数十个行业成功应用。但是二维GIS是二维平面的，而真实世界的地理本质是三维的，随着计算机技术的发展和二维GIS行业应用的深入，人们使用三维GIS来展现真实世界的渴望越来越强烈。例如在进行地下管线规划时，若可以实现所见即所得的三维设计，就可以在电脑上完成立体的、全方位的、复杂的管线铺设规划，直接出图让施工人员去实施，而不用设计人员拿着单调的二维平面图，去施工现场指挥施工人员，从而节省了大量的人力物力财力，大大提高了工作效率。

　　但是，海量数据获取及管理能力、网络传输、数据发布等关键因素一直制约三维GIS发展的。随着多源数据获取技术的更新，数据获取成本逐渐降低，数据获取和处理的效率大大提高。此外，从软件、硬件到数据库一体化管理技术、数据的集成应用与动态可视化技术、海量数据发布等已得到较全面的研究和实践。Google Earth的横空出世，带来了全新的三维GIS时代，它让我们体验了三维虚拟地球的魅力。GoogleEarth展现了海量数据的浏览和管理功能，让人们足不出户即可纵览全球，这不仅有利于三维GIS技术的普及和发展，也推进了三维GIS技术在面向实际业务和个人服务领域的应用。

　　然而，就目前而言，纵观国际国内的三维GIS平台，如同十年前的二维GIS一样，只满足了“看一看”和“查一查”的最基本需求层面，无法满足高端GIS应用需求。造成这种局面的原因主要有以下两个方面：

　　(1)与主流大型二维GIS平台割裂。

　　当前的三维GIS平台与主流大型二维GIS平台在技术底层上存在着相互割裂的现象。三维GIS的应用离不开业已成熟的二维GIS，但由于从数据底层无法实现高效共享与集成，二维GIS强大的分析功能无法通过三维方式得到高效展现。这就需要三维GIS努力兼容已有的二维GIS功能，且二维GIS也要作出必要的改进，实现二维三维一体化，才能解决低层割裂带来的应用障碍。

　　（2）缺乏高端GIS分析功能。

　　当前，基于虚拟现实技术的三维GIS尚缺乏高端分析功能，如管线分析、日照分析、地形分析、飞行模拟等，阻碍了三维GIS的应用发展。三维GIS应该在扩展原有二维GIS强大分析功能的基础上，提供更多的三维特色分析功能，才能为业务管理带来更多的提升。

　　基于三维GIS的发展的趋势，SuperMap UGC在架构设计时新增了三维 GIS模块，产品研发代号：SuperMap iSpace，以致力于新一代与二维一体化的、面向海量数据管理和强劲分析能力的三维GIS软件的研发工作，而更加“GIS”的架构设计也必将真正解决三维GIS软件的深度应用问题。

SuperMap iSpace的特点

　　二维三维数据一体化

　　在GIS的应用中，人们积累了大量的二维GIS数据和分析功能。为了实现数据的重用，降低数据成本，SuperMap iSpace采用了SuperMap SDX+空间数据库技术来高效地、一体化地存储和管理二维三维数据空间数据，升级了二维显示的功能，不仅能够支持将二维的GIS数据和地图直接加载到真三维场景中进行显示，而且可以在二维窗口中显示三维数据，在二维地图中使用三维符号，真正实现了二维三维数据一体化。

　　SuperMap iSpace以数据集、KML等多种方式支持矢量数据的显示，并通过空间索引进行矢量数据查询，提高矢量数据显示效率，使用二三维一体化的符号、线型、填充显示风格支持。

　　SuperMap iSpace支持点、线、面、图片、模型等各类对象的地标，可以将地标与图片、网页、视频等多媒体数据进行关联，并选中地标进行交互式编辑。

　　二维三维一体化的空间分析功能

　　SuperMap iSpace提供了基本的三维空间分析能力，具体包括：

　　量算分析：SuperMap iSpace提供基础三维的量算分析功能，包括距离量算，高度量算，面积量算和体积量算。

三维场景中测量距离

　　询统计分析：SuperMap iSpace提供对三维空间中任意点的位置信息、任意对象的属性信息进行查询等。 

模型属性查询

　　通视性分析：既可以计算三维空间中的两个点是否可见，又可以计算空间中某点的可视域。 

两点通视分析

　　SuperMap iSpace还继承了二维的强大分析功能，包括公交换乘分析、缓冲区分析、最佳路径分析、最近设施查询、服务区分析等分析功能。 

最佳路径分析展示图

　　多元数据无缝集成

　　SuperMap iSpace基于OGDC标准（Open Geo-DataBase Connectivity，开放式空间数据库连接标准），实现了无差别访问多种数据来源，并可将不同平台的不同格式数据加载到同一个场景中展示。例如直接打开SuperMap SDX+引擎支持的数据格式，支持WMS、WFS、WMS、KML\\KMZ等标准格式数据。

　　SuperMap iSpace支持将多类型、多精度影像、地形叠加分组分层显示，例如可支持SuperMap影像数据集、SIT、GeoTif、WMS、web地图缓存、文件缓存等多种数据存在形式，支持不同范围、不同投影、不同分辨率的影像叠加显示，支持图层的叠加、半透明显示，图层顺序控制、可见性控制等。此外，SuperMap iSpace 还支持各种海量矢量数据、三维模型数据的叠加显示，矢量数据的显示，而无需进行预处理，并具有高效、依地形显示的特点。

高效的海量数据管理功能

　　全球尺度的三维GIS系统，空间数据量相当庞大，如果没有一个合理的数据管理和调度机制是没办法运转的。SuperMap在以往海量数据引擎的基础上，结合全球数据管理的特点，建立全球统一网格剖分体系，采用LOD、多级缓存、数据高效压缩、数据异步加载等多种优化措施，大大提高了海量数据的浏览和查询速度，可实现系统效率与数据量无关。

　　丰富的三维模型建模功能

快速建模

　　SuperMap iSpace支持创建三维点对象、三维线对象、三维面对象、球、半球、长方体、正四棱柱、正四棱锥、圆柱、圆台和圆锥等多种三维实体，并且可进行贴图操作。

　　此外，它还能支持多种第三方数据模型的导入，包括*.3DS、*.SGM、*.OBJ、*.X等。 

　　三维web浏览

　　在B/S体系结构中，数据都在服务器上，用户仅通过浏览器向网络上的服务器发出请求，然后服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需要信息返回到浏览器。而三维数据的数据量一般都为几十GB，数据量非常大，放在个人计算机上是空间的浪费，而SuperMap iSpace能够直接使用web浏览器做为客户端，用户可在IE下进行浏览、编辑三维场景，并进行查询，量算、增加数据到本地三维场景中的操作，节省了用户的空间，也便于基础地图数据（地形、影像）的维护。

三维模型加载展示图

　　综上所述，三维GIS网络服务的推出，不仅有利于三维 GIS技术的普及，也推进了三维GIS技术在面向个人服务领域的应用。

SuperMap iSpace展望

　　虚拟地球技术、分布式大型网络GIS技术与传统的GIS空间数据管理技术、空间分析技术相结合必将是下一代GIS的发展趋势。顺应这个趋势，SuperMap iSpace 将实现一个二维三维一体化的新型三维 GIS产品，带给用户如下体验：

　　SuperMap iSpace支持全球超大规模的分布式网络数据，提供全球超大规模数据的三维可视化，不仅支持全球大尺度的高空浏览与飞行，也支持小场景的精细建模与浏览。

　　SuperMap iSpace支持大气层、星空、光照、粒子效果、晕眩等虚拟现实效果，展现给用户一个真实的地球。

　　SuperMap iSpace真正实现二维三维一体化：数据管理的一体化、分析的一体化、符号库的一体化、显示的一体化、编辑的一体化、空间查询的一体化等，可以让用户通过计算机来分析真实世界。

　　SuperMap iSpace将与Service GIS结合，实现分布式浏览访问，实现数据和服务的网络共享，将二维、三维GIS功能集成在一个统一的环境中发布出去，可以让用户通过计算机来构建真实世界。