3DGIS平台比较

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1、三维平台介绍与比较1.概述我国GIS经过三十多年的发展，理论和技术日趋成熟，在传统二维GIS已不能满足应用需求的情况下，三维GIS应运而生，并成为GIS的重要发展方向之一。上世纪八十年代末以来，空间信息三维可视化技术成为业界研究的热点并以惊人的速度迅速发展起来，首先是美国推出Google Earth、Skyline、World Wind、 Virtual Earth、ArcGIS Explorer等，我国也紧随推出了EV-Globe 、GeoGlobe、VRMap、IMAGIS等软件与国外软件竞争本土市场。三维GIS得到了各行业用户的认同，在城市规划、综合应急、军事仿真、虚拟旅游、智能交通、海

2、洋资源管理、石油设施管理、无线通信基站选址、环保监测、地下管线等领域备受青睐。目前，我国国产三维GIS软件已占据了国内市场的半壁江山。以下介绍国内外主流的三维GIS软件，并对其基本特点、发展历程、应用等方面做了总结概述。2.各平台介绍2.1 Google Earth(谷歌公司) 介绍：Google Earth以三维地球的形式把大量卫星图片、航拍照片和模拟三维图像组织在一起，使用户从不同角度浏览地球。Google Earth的数据来源于商业遥感卫星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird，IKOONOS及法国SPOTS。 特点：Google Earth凭借其强大的技术实力

3、和经验，以其操作简单、用户体验超群的优势吸引了全球近十分之一的人口使用。 发展历程：Google于2004年10月收购了Keyhole公司，随之次年6月推出Google Earth系列软件。 产品形式：Google Earth客户端软件提供三个版本：个人免费版、Plus版、Pro版以及企业级解决方案，用于在企业内部部署Google Earth应用。 缺点：是一款独立的软件，侧重于应用，API开放程度低，几乎不能二次开发。2.2 World Wind（NASA） 介绍：World Wind是NASA发布的一个开放源代码的地理科普软件，由NASA Research开发，NASA Learning

4、Technologies来发展，它是一个可视化地球仪，将NASA、USGS以及其它WMS服务商提供的图像通过一个三维的地球模型展现，还包含了火星和月球的展现。软件用C#编写，调用微软SQL Server影像库Terrain Server来进行全球地形三维显示。它通过将遥感影像与SRTM高程（航天飞机雷达拓扑测绘）叠加生成三维地形。 特点：World Wind最大的特性是卫星数据的自动更新能力。这种能力使得World Wind具有在世界范围内跟踪近期事件、天气变化、火灾等情况的能力。 拥有NASA血统的World Wind可以利用Landsat 7、SRTM、MODIS、GLOBE , Land

5、mark Set等多颗卫星的数据，将Landsat卫星的图像和航天飞机雷达遥感数据结合在一起，让用户体验三维地球遨游的感觉。采用了先进的流传输技术。 World Wind是个完全免费的软件，在使用上没有任何限制，主要面向科学家、研究工作者和学生群体。另外World Wind是完全开放的，用户可以修改World Wind软件本身。目前，包括国内部分三维GIS软件在内的全球许多主流三维软件都是以World Wind为技术内核发展而来。2.3 Skyline(美国Skyline公司) 介绍：Skyline Globe产品能够基于地表的卫星影像、航空影像创建高分辨率的三维虚拟地球场景。Skyline具

6、有强大空间信息展示功能，支持交互式绘图工具，提供三维测量及地形分析工具，提供数据库接口支持如Oracle，ArcSDE，拥有强大数据处理能力。 特点：Skyline Globe Enterprise Solution是美国Skyline公司为网络运营三维地理信息提供的企业级解决方案。包括了Skyline整套软件工具，给客户提供一站式服务，并开放了所有的API，不论是在网络环境中还是单机应用，让用户能够根据自己的需求定制功能，建立个性化的三维地理信息系统。 产品形式：TerraExplorer、TerraExplorer Pro、TerraBuilder、TerraGate。 应用：中国数字海洋

7、系统、公安部警卫基础工作信息系统、数字深圳三维平台、黄河可视化防汛预案管理系统、数字烟台三维城市规划信息系统等。2.4 Virtual Earth(美国微软公司) 介绍：Virtual Earth 3D可以呈现完整交互式的三维图片，是基于地图的搜索工具，集航拍照片、地图、黄页数据于一体。在Virtual Earth 3D中，就象在大型3D游戏的虚拟现实环境中一样，用户可以在城市之间、建筑物之间“飞来飞去”。除了真实地“再现”城市的地形外，Virtual Earth 3D中也包含一些现实世界中不存在的东西。 特点：Virtual Earth 3D不要求用户在硬盘上下载应用软件，而是直接在浏览器中

8、运行。 发展历程：在Google宣布推出Google Earth后，微软也紧跟其后启动了相关计划。2005年12月23日，微软公司收购一家从事三维地球研究的华人公司GeoTange。2006年5月3日，又收购一家专门从事遥感领域研究的公司Vexcel。随后，在2006年11月初微软发布了Virtual Earth 3D。今年6月，微软推出Bing搜索后，意味着原来的“Virtual Earth”变成了“Bing Maps and Bing Maps for Enterprise”。 开发缺点：侧重于应用，开放API程度较低。2.5 ArcGIS 3D(美国ESRI) 介绍：在3DGIS越来越被

9、热捧的今天，作为GIS龙头老大的ArcGIS当然不甘示弱，推出了 三维GIS的3D扩展模块，包括Arcgis Explorer，ArcGlobal。 ArcGIS Explorer通过继承ArcGIS Server完整的GIS性能（包括空间处理和3D服务），达到整合丰富的GIS数据集和服务器空间处理应用的目的。 特点：AreG1S Explore具有和Google Earth相似的功能，支持来自ArcGIS Server、GML、WMS、Google Earth（KML）的数据。 发展历程：ArcGIS Explorer是2006年8月推出。作为arcgis的一个模块，其三维处理能力不如专业的

10、三维平台，且价格也不便宜。2.6 EV-Globe（北京国遥新天地信息技术有限公司） 介绍：EV-Globe具有大范围的、海量的、多源的数据一体化管理和快速三维实时漫游功能，支持三维空间查询、分析和运算，可与常规GIS软件集成，可方便快速构建三维空间信息服务系统，亦可快速在二维GIS系统完成向三维的扩展。EV-Globe提供距离测量、线段剖面、折线剖面、区域淹没、通视分析等三维GIS特色的空间分析功能。可以在EV-Globe中看到烟雾、尘暴、火焰以及下雨、下雪等特殊效果。 特点：EV-Globe基于组件式开发，所有功能以控件或类的方式封装在dll中，用户可以很方便进行各种功能定制，甚至将EV-

11、Globe嵌入各类信息系统中。EV-Globe具备在普通PC机上就能实现的海量三维模型和影像流畅地进行各项漫游操作的功能。此外在EV-Globe服务器端，用户可根据需要绑定常规GIS平台如SuperMap，ArcGIS等。 发展历程：EV-Globe于2008年12月、2009年5月、7月分别发布了EV-Globe SDK、EV-Globe Sea和EV-Globe Web版，并将于今年12月3日正式发布EV-Globe 2.0。 产品形式：EV-Globe SDK（开发包）、EV-Globe Pro（数据浏览工具）、EV-Globe Creater（数据制作工具）、EV-Globe Data

12、sets（影像数据集）。 应用：全国海岛海岸带三维可视化信息系统、中石油海外应急系统、中国石油中长期油气管网建设预测分析、宁波镇海环保三维影像浏览系统、遨游天府-四川省地理空间三维管理系统。2.7 GeoGlobe（武大吉奥） 介绍：GeoGlobe是武汉大学李德仁和龚建雅等教授花了近10年时间打造，由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研发的网络环境下全球海量无缝空间数据组织、管理与可视化软件。GeoGlobe提供了一系列三维可视化及应用的功能：可视化导航与操作、可视化查询与三维分析、兴趣点标注及定位等。还提供了二次开发功能，用户可以根据应用的需要自行设计界面，调用所提供的动态库进行二次开

13、发。 特点：GeoGlobe具有和World Wind相似的功能，加入了实时三维量测等功能。能同时处理多种来源的数据，包括三维地形图、航拍影像图、三维模型，矢量数据，是Google Earth所没有的。GeoGlobe2.0提供了海量4D数据（DEM、DOM、DLG、DRG）、地名数据、三维模型数据的完整解决方案。 发展历程：GeoGlobe于2006年4月推出，现已推出至GeoGlobe2.0。 产品形式： GeoGlobe Server、GeoGlobe Builder、GeoGlobe Viewer。2.8 CityMaker（伟景行数字城市科技有限公司） 介绍：CityMaker 是数

14、字城市三维可视化平台，主要针对城市规划领域，提供覆盖规划设计、展示、评估、管理的全方位服务。提供从三维地理信息系统建设到应用的全面解决方案。通过CityMaker三维地理信息平台，可以叠加显示城市面貌、规划图则、户籍信息、监控视频等各种二三维数据，还可快速集成已有专业系统，开展基于网络的三维专业应用。 特点：是面向规划设计师和建筑师的三维辅助设计软件，它将虚拟可视化技术融入设计过程，让设计师在三维环境下进行城市的设计、评估、分析和交流。它可以与3ds MAX等建模软件配合使用，支持材质编辑和物体运动编辑，支持火焰、喷泉、爆炸和雨雪等虚拟现实效果的制作等。 产品形式： CityMaker Net

15、work：专业的城市级三维地理空间信息网络应用平台； CityMaker Professional：专业的城市规划三维分析软件； CityMaker Builder：城市级三维地理空间创建软件平台； CityMaker Designer：面向规划设计师和建筑师的三维辅助设计软件； CityMaker Simulation System：专业的多通道三维模拟仿真软件。 应用：数字北京、数字斯图加特、虚拟圆明园、上海世博会虚拟现实系统等。2.9 Uniscope 介绍：Uniscope是一个完整的基于网络的三维数字地球可视化与分析平台，主要由以下几部分组成。UniscopeBrowser：三维数据

16、浏览平台，提供三维数据浏览、搜索定位、飞行路线、场景控制、三维分析、用户数据和图层控制等。WorldDesigner：三维数据浏览与编辑平台，除提供UniscopeBrowser所有功能外，还提供模型编辑、矢量楼块生成、小品和特效快速制作等功能。UniscopeServer：基于面向服务的开发和架构，提供三维数据服务、搜索服务、三维分析服务、多人在线交互服务、气泡内容服务和ArcSDE扩展服务。TerrainBuilder：地形、影像、矢量（点、线、面）、搜索数据编译和发布工具。ModelBuilder：三维模型数据的查错、优化和编译发布工具。VisualEditor：基于平面的精细场景快速制

17、作工具，可视化的快速匹配生成片状数、路灯、垃圾桶等城市部件，以及喷泉、焰火和水波纹等特效。USX Exporter：3DMax专用模型导出插件 产品特点：提供“数据-软件-网络-应用”四位一体的三维地理信息服务完整解决方案，具有以下优势。 实现海量三维模型数据的浏览和管理，在全球、城市、街区、室内进行连续、实时和平滑浏览，实现真实感与美感的和谐统一； 面向服务的架构，用户可自定义扩展服务，跨网络、跨平台无缝聚合第三方服务； 面向网络应用环境，支持数据分布式部署和服务分布式部署，以构建企业级分布式体系结构3D GIS应用； 采用Linux服务器，具有低成本、高安全性、高性能和高可用性； 开放的软

18、件架构，用户可方便地建立自己的应用系统，或开发自主版权的专业软件产品； 提供与软件配套的三维模型流水线生产工艺，实现具有测绘精度的城市级三维模型数据高质量和快速生产； 大众化硬件配置要求，客户端、服务器和编译机均支持普通PC，显卡支持主流NVDIA、AMD独立显卡，以及INTER集成显卡； 国际化产品开发，内核采用Unicode编码，支持中、英文。2.10 VRMap（北京灵图软件技术有限公司） 介绍：三维地理信息系统软件VRMap实现了VR和GIS技术的完美结合，可以根据卫星影像、航空影像、电子地图、高程数据、城市模型数据、虚拟效果数据生成虚拟地理场景；通过VRMap提供的二次开发包，可实现

19、规划、国土、电信、交通、水利等各行业的专业分析。 特点：VRMap采用J2EE体系架构，快速、灵活构建基于Web的三维业务应用系统；同时VRMap提供城市级别的基于网络的海量精细场景，可快速建立三维应用。 发展历程：从2000年诞生的VRMap1.0至今，VRMap产品已升级到4.0。但是受2007年底灵图公司裁员事件影响，原VRMap团队成员流失较为严重，产品后续发展堪忧。 产品形式：VRMap标准版、VRMap专业版、VRMap企业版。2.11 IMAGIS 介绍：IMAGIS三维可视地理信息系统是一套以数字正射影像（DOM）、数字地面模型（DEM）、数字线划图 （DLG）和数字栅格图 （

20、DRG）作为处理对象的 GIS 系统。结合了三维可视化技术与虚拟现实技术，完全再现管理环境下的真实情况，把所有管理对象都置于一个真实的三维世界中，真正做到了管理意义上的“所见即所得”。 特点：IMAGIS在数据管理上采用了矢量数据和栅格数据混合管理的数据结构，二者可以相互独立存在，同时，栅格数据也可以作为矢量数据的属性，以适应不同情况下的要求。 发展历程：2003年3月推出IMAGIS V2.3，2004年6月推出增强版本IMAGIS V2.3.6，并在该版本中正式推出IMAGIS Web3D V1.0 中英文版本。 产品形式： IMAGIS Education：三维可视地理信息系统教育版；

21、IMAGIS Classic：三维可视地理信息系统； IMAGIS Magixity：城市建模与可视化地理信息系统； IMAGIS 3DBrowser：影像快速漫游系统； IMAGIS Web3D：三维场景数据网络发布系统； IMAGIS Sup3DBrowser：3DBrowser 通用控件。253.主流开发平台比较产品指标UniscopeSkylineVRMapIMAGISGeoGlobalArcGIS 3D完全版Browser完全版影像漫游系统二维、三维数据及影像数据的导入、建模方便灵活好一般差一般文件操作较好好较好较好一般一般一般好可视化显示工具较好好一般较好差一般一般较好与其他多种数

22、据格式的转化好好较好较好一般一般一般好交互式空间图形编辑好好好一般好好空间图形的属性管理和编辑好好较好一般好三维飞行编辑和管理好好一般一般一般一般一般差录制三维电影或生成三维景观图片好好较好较好较好较好弱纹理操作好好较好差差差空间量测较好较好好一般三维场景光源效果分析好弱好一般GIS专业分析好好较好一般一般Oracle/SQL SERVER等关系数据库操作好好一般一般好大量数据平滑操作快，平滑快，平滑慢，平滑慢，平滑快，平滑快，平滑中等中等海量数据平滑操作快，平滑快，平滑中等基于网络发布三维地理数据好好产品二次开发好好一般一般差好系统稳定性稳定稳定不稳定不太稳定不稳定不稳定不稳定稳定4总结由上

23、面的论述和比较可以看出，uniscope平台无论是在数据支持还是在图形渲染方面，都有着其独特的优势，所以我们选择他作为我们GIS-T三维电子沙盘的开发平台。为了对该平台进一步介绍，后附该平台的功能及图形处理效果展示。附：uniscope详细介绍（1）三维浏览体验 模拟真人在场景中走、跑、跳，支持多人在线，可实际基于真实地理环境的三维虚拟社区 支持运动物体，模拟汽车、飞机、轮船等多种方式进行场景浏览 以当前鼠标点位置为中心进行场景旋转 俯仰不受角度限制，可任意角度仰视或场景倒转 支持专业的3Dconnexion三维控制器，三维浏览更加方便和随心所欲 用户可以自定义浏览操作和快捷键，增强三维浏览互

24、动性国家体育场内部（多人在线）行驶汽车（第三人称）（2）三维表现效果 支持光照贴图，使场景具有非常逼真的静态光影效果 精确表现地表建筑、城市部件、地下管线、以及其他设备设施 支持Billbord、动画纹理和半透明，可以实现片状数、喷泉、焰火、水波纹、广告牌、玻璃效果和镂空等多种特效 提供3DMax导出插件，可充分发挥制作人员想象力，制作出与效果图相媲美的效果矢量数据与贴地标注多窗口方案对比（3）搜索定位 模型、POI、矢量线和矢量面均可查询定位，响应速度快 关键词搜索结果按匹配度自动排序和分页显示、可分城市搜索 空间搜索支持点选、圆选、矩形选择和多边形选择，以及带关键词的混合搜索 搜索结果双击

25、飞行定位和高亮闪烁 支持模型TIP查询显示POI搜索与高亮显示建筑物搜索与高亮显示（4）飞行路线 用户自定义飞行路线或外部位置信号实时驱动 飞行路线可在飞行过程中对重要设施等进行定向观察和环绕飞行 支持实时节点编辑，可按节点或分段设置飞行参数 实现人、车、船、飞机等任意模型在场景中的沿线运动 第一人称、第三人称、跟随或自由四种模式随意切换沿线形式（跟随模式）飞行路线编辑（5）三维空间分析 以web服务的方式提供三维分析功能，用户可按需配置 地形和建筑物模型都参与分析，计算速度快 三维量算分析包括三维空间距离量算、水平距离量算、垂直距离量算、地表距离量算、平面面积量算、地表面积量算 提供适合军事

26、、安全和通信设施等应用的两点可视分析、扇面可视分析和危险域分析 提供适合水利河流湖泊或城区积水应用的点源淹没分析和流域淹没分析 提供适合工程应用的基于地形的剖面分析和挖填方分析 提供基于地形坡度的最佳距离分析 提供适合规划应用的日照分析和定点观察空间距离量算 水平距离量算垂直距离量算 平面面积量算地表距离量算地表面积量算两点通视分析（上图为地形可视分析，下面为建筑可视分析）扇面通视分析（左图为分析范围，右图为分析结果，红色区域为不可见范围）点源淹没分析（左图为分析范围，右图为分析结果）流域淹没分析（上图为分析范围，下图为分析结果）最佳路径分析挖填方分析（上图为分析，下图为挖填方查看剖面）剖面分

27、析（上图为分析路径，中图为分析结果，下图为局部放大结果）日照分析（青岛，9点和15点阴影）（6）用户数据 用户在线添加地标点、矢量线和矢量面 可以在线添加三维基础图元，包括球、立方体、圆柱、圆锥、多边形主体、棱柱、棱锥等 在线添加建筑物、汽车、设备设施等三维模型 在线添加自定义广告牌、适应人的视觉 允许实时添加ArcSDE数据层，实现与二维数据的无缝集成 采用文件夹对用户数据进行管理，在文件夹间可以任意拖拽 可以实时修改添加数据的style，如颜色、线宽 、图片等 XML数据存储，可在线实时导入和导出，实现数据共享地标点、线、面基础图元广告牌（7）气泡服务 以HTML网页方式显示 提供气泡内容

28、的网页在线编辑，用户可自由定义 支持文本、图片显示和Flash动画等多媒体气泡显示气泡HTML网页编辑（8）三维数据编译和发布 多源多尺度地形、影像、矢量和模型数据的无缝集成 支持WGS84、西安80、北京54和国家2000坐标系，支持高斯-克吕格投影、UTM投影和墨卡托投影 支持.X、TIFF、GeoTiff、JPG、USGS DEM、ArcInfo ASCII Gird、SHP等常见数据格式 影像多任务编译与发布，极大缩短编译与发布时间 矢量编译时可同时输出贴地标注信息 地形、影像数据编译发布时与现有上层数据自动融合，局部更新数据可补丁式即时更新，不需所有数据重新编译 根据模型制作规范自动

29、查询和优化 完善的容灾机制，支持断点续编辑功能，可在断电、断网、宕机等情况下继续先前的编译和发布工作，不需要重新编译 采用工具化、向导式设计，操作简便、易用 同一PC机上能同时运行一个或多个同一编译或发布程序，以充分利用双核或多核CPU等硬件资源影像编译模型编译参数确认（9）精细场景快速制作 将重点商业区、游乐场所、古建筑群、建筑内部等快速制作成精细场景，独立控制 提供3DMax专用导出插件，快速导入3Dmax中制作的地面、建筑物等精细模型 快速匹配生成片状树、模型树、路灯、喷泉、水波纹、焰火、动画广告牌等小品，自动确定路灯的朝向 具有点匹配、线匹配和面匹配三种匹配方式，可以设定匹配的旋转角度、缩放比例和重复间距等，可以自定义图片库和模型库 支持添加三维基础图元，包括球、立方体、圆柱、棱柱 棱锥、多边形柱体，方便进行规划方案设计 编辑操作方式与3DMax相同，适合专业和非专业人员使用 场景可实时在线发布，实现编辑制作与发布浏览的统一精细场景快速编辑（10）二次开发支持 提供丰富的JavaScript API和COM二次开发接口 支持基于脚本语言功能扩展 支持JavaScript、C#、VB、VC等开发 UniscopeBrowser和WorldDesigner是完整的网页和桌面二次开发实例