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地理信息可视化技术范文1
【关键词】三维GIS；新疆油田项目；实例研究
随着现代勘测技术在地形图绘制中的应用，并且由于计算机信息技术的快速发展，地理信息系统（Geographic Information System）开始被人们认识，并且得到了快速发展。由于GIS具有地理定位功能、地理信息采集分析储存输出功能、动态预测以及空间分析功能等，所以其在地理探究、地理项目决策中起到了重要作用。随着3D（三维）技术的不断发展和应用，人们将三维技术与GIS技术相结合，就是三维GIS技术，该技术整合了三维技术和IS技术的优点，其使用起来更方面更直观，得到了广泛认可。
1、三维GIS（地理信息系统）
GIS即地理信息系统，综合了地图学与地理学，属于信息系统范畴，主要包括数据、硬件、过程、软件以及人员等部分。基于三维空间的GIS即三维GIS，三维GIS广泛应用采矿、石油、地质、交通以及航空等领域中，目前，三维GIS开发利用的思路主要分为两个大类：一类是从可视化理念出发，另一类是从数据库理念出发。而三维GIS新的发展方向是综合空间管理理念与可视化理念，构建集成三维GIS系统。一个三维GIS可行性方案一般包括：分析、建模（主要方式有拓扑建模、数据建模以及网络建模）以及解决方案等。常用的三维GIS软件主要有Google earth系列、超图系列、国遥系列、中科宇图系列、Skyline系列、ArcGIS 3D系列等。
2、三维GIS技术的应用现状以及新疆地区的三维GIS应用
目前，三维GIS的应用已经越来越广泛，例如Google earth实景地图的应用，已经深入到千家万户，使用起来简单方便，且内容丰富。并且，随着“数字地球”的提出和建设发展，三维GIS技术得到了更广泛的应用。“数字地球”的核心技术是3S，即GIS技术、RS（遥感）技术以及GPS（全球定位系统）技术。在“数字地球”的六项基础技术之中，有一项是虚拟现实以及可视化技术，其所用的编程语言就是三维造型的面向对象的语言，正是对三维空间造型的要求，使得三维GIS技术在“数字地球”中处于核心技术地位。
在新疆地区，三维GIS技术的应用也越来越受重视，在两千零五年，“新疆公路交通GIS和遥感技术应用研究”项目顺利通过验收。该项目使用的软件平台是国内先进的三维GIS软件系统，结合三维GIS技术、RS技术以及VR（虚拟现实）技术，研发了三维可视化公路GIS，也叫做“新疆公路数字沙盘”。
新疆油田开采项目中，也应用到了三维GIS技术，使用的软件平台是skylinesoft公司的terrasuite系统（简称Skyline terrasuite系统）。并且目前，新疆地区正在筹划开发研究基于三维GIS技术的非金属矿产资源三维建模以及分析系统。
3、新疆公路项目中三维GIS技术应用实例研究
本文主要对基于实景的三维可视化公路地理信息系统的开发建设进行研究。研究内容主要包括：项目介绍、核心技术、三维可视化系统地理信息系统在公路管理中的应用、三维可视化系统地理信息系统。
3.1 项目介绍
“新疆公路交通GIS和遥感技术应用研究”是基于三维GIS技术、RS技术以及VR（虚拟现实）技术的三维可视化公路系统，该项目构建的地理信息系统，具有信息查询功能、三维实景仿真功能以及动态可视化功能。该项目还对GIS技术在新疆公路管理、出行以及修建等中的应用做出了前景估计，初步构思了新疆未来公路的数字化控制方案。
3.2 核心技术
该项目的核心技术是三维GIS技术、VR技术以及RS技术。VR技术即虚拟现实，通过VR技术，系统可以显示实景仿真效果，RS技术即遥感技术，通过RS技术，可实现系统的对公路信息的采集传输处理等功能。
3.3 三维可视化系统地理信息系统在公路中的应用
该项目研发的三维可视化系统地理信息系统在公路中，可用于公路施工建设、公路路政管理、公路维修养护、公路应急管理、人们出行管理等。
3.4 三维可视化系统地理信息系统
三维可视化系统地理信息系统主要包括五个层次：服务用户层、应用业务层、数据业务层、数据地理层以及信息采集层。利用RS技术从高空中，收集地表的地理信息（在此处主要为被监控路段的公路及公路两侧信息），采集到的这些信息均为实时动态的信息。然后将这些信息通过采集信息层传输到数据地理层，在数据地理层中嵌有三维GIS软件平台，三维GIS软件平台与遥感RS技术兼容，能对收集到的信息进行动态监测、做出矢量图，将实景信息收入到近景影像库，并对交通流量进行监控等。这些处理后的信息通过GIS系统传输到数据业务层以及应用业务层。在三维可视化系统地理信息系统，三维GIS技术的应用主要包括对信息进行分析，建立模型，模型的方式主要有拓扑建模、数据建模以及网络建模，在公路系统中，采用的主要是数据模型，然后解决方案一般都是利用三维GIS软件对相关信息进行处理传输。数据业务层主要包括有关公路的信息，如路况信息、路面信息、安全设施、隧道或桥梁情况、绿化情况、坐标信息等。而应用业务层则运用了VR技术，将经过三维GIS技术处理过的信息转换成基于可视化模式的三维实景图，在可视化公路管理中心中，实时三维实景图可以更加准确直观的将公路信息显示出来，便于进行公路施工建设、公路路政、公路维修养护、公路应急措施、人们出行等管理。服务用户层主要是面向大众的，用于查询公路信息等。
4、结论
本文首先介绍了GIS（地理信息系统）以及三维GIS技术，三维GIS技术开发利用的思路主要包括：从可视化理念出发，从数据库理念出发。三维GIS新发展方向是综合空间管理理念与可视化理念，构建集成三维GIS系统。一个三维GIS可行性方案一般包括：分析、建模（主要方式有拓扑建模、数据建模以及网络建模）以及解决方案等。三维GIS技术在实际中应用广泛，例如Google earth实景地图、“数字地球”、 新疆三维可视化公路地理信息系统、新疆油田三维GIS技术开采等。本文最后对新疆三维可视化公路GIS技术项目进行了介绍，并对其开展了进一步的研究分析，主要研究了其核心技术、三维可视化系统地理信息系统在公路管理中的应用以及三维可视化系统地理信息系统。
参考文献：
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地理信息可视化技术范文2
【关键词】GIS技术；煤矿地质测量；信息系统；具体应用
当今社会，以信息技术为核心的知识经济时代，信息技术的飞速发展，由于其广泛的渗透性和先进性，可高效，和谐更好的与传统产业对接。网络和信息已成为数字的基本手段，他们在企业中的应用起着至关重要的作用。由于种种历史原因，我国煤炭矿山企业的信息基础设施十分落后，在粗放阶段煤矿管理，没有统一的信息标准体系和共享机制的矿井生产系统，导致在一个煤矿网络和信息工作落后于时代。矿区作为一个复杂的地理系统，由于其地形变化中，矿体，围岩的影响，结构和围岩压力和采矿活动，以尽量减少由采矿造成的损失，预测，评价的影响，本文将从一些技术方面阐述基于GIS的煤矿地质测量信息系统的应用。
1 地理信息系统
地理信息系统（GIS）是一种存储，收集，管理，和对地球和地理分布的地表空间信息系统数据描述分析。与一般的信息系统不同的是，它收集的信息是基于地理空间分布特征反映了地理实体的结构及其动态变化规律。从学科的角度，GIS是地理地图制图学的一个课题，测量和计算机科学的基础开始发展起来的，具有独立的学科体系；从功能上，GIS与空间数据的采集，存储，显示，编辑，分析，处理，输出和应用功能。
煤矿地理信息系统（煤矿GIS）是用来描述煤矿地质信息，地下环境和设备的应用软件。煤矿地理信息系统可以有效地建立矿山空间数据库，实现矿山的全景显示，动态显示，真实，直观，准确，清楚地表明形成，骨折，矿体与围岩形成，表达的钻井，矿（轴，轴），道路，沟渠，采空区，采空区，采工作面表达形式，配备和各种机械设备，操作空调，表达矿井风流状况、瓦斯浓度、地应力场等现象。煤矿地理信息系统可以有效地利用现有的数据对未采区和回采工作面深部及战线，地质构造，矿体，矿床分带的变化及其他开采条件预测。
2 煤矿安全生产地理信息系统的概念及体系结构
2.1 煤矿安全生产地理信息系统
地理信息系统（GIS）是基于地理空间数据库，描述，存储，和空间信息输出分析一个交叉学科的理论和方法，它是地理模型分析方法的使用，多种空间和动态的地理信息系统，及时提供地理研究和决策服务的计算机技术。目前，煤矿安全生产地理信息系统的开发包括两个方面，一是用计算机语言（VB，VC）与其他组合软件（AutoCAD）拥有自己的知识产权信息系统，二是基于地理信息系统的基础上，利用图书馆的两倍的功能的发展，开发专用软件，地理信息系统。而煤矿安全生产地理信息系统是地理信息技术和信息的煤矿安全生产相结合，充分发挥了GIS的功能，实现共享和煤矿安全生产信息资源的应用，地理信息系统在煤矿中的具体应用。
2.2 基本体系结构
煤矿安全信息管理系统是基于Internet，是煤矿安全监察与当代先进的互联网技术需求相结合构造。基础架构主要包括：文本数据库（包括新闻，政策法规，学术论文，煤矿安全监察类），图形数据库和网络。
基于Web GIS技术的支持，集成的地理空间数据和跟踪井下安全实时监控系统，对所有的数据存储在后台数据库的共享和煤矿安全信息网络平台的决定，由空间数据存储平台，安全专业的阳关应用平台和Web协作服务平台是由三部分组成的。基于GIS的煤矿安全管理系统，以安全生产为中心提供的监测，分析，规划，决策。修复系统可分为：安全生产决策管理（的崇山峻岭生产调度系统），矿山地理信息管理系统，全面的煤矿崇山峻岭和网络服务支持系统的质量控制系统。
综上所述，现阶段国内煤矿安全生产地理信息系统的结构主要是由一个安全系统信息库，图形信息库，属性信息数据库，网络支持系统和用户系统，主要通过企业在企业局域网中实现信息共享。
3 基于GIS的煤矿地质测量信息系统的应用
3.1 GIS应用于矿区开采的数据库建立
GIS是空间数据库发展的主体它所管理的数据主要是二维或三维的空间型地理数据，主要包括地理实体的具体空间位置、拓扑关系和属性。对于这些数据的管理GIS是按照图层的方式来进行的，这样的管理方式对地理数据的修改和提取非常方便。
地理信息系统采用野外数字测图、手工和扫描数字化、遥感与摄影测量等多种方式采集空间数据。对于矿区开采沉陷的监测必须要用到矿区的测量数据、矿区的开采方法、地质采矿条件、地质构造等各方面的资料，这些基本上都是外业的数字测图和手工绘制，对这些采集过来的数据进行有效地数据库管理、更新、维护、进行快速的查询和检索，并且使用多种方式输出所需的地理空间信息，以便于对矿区的沉陷情况作进一步的预测。GIS与面向特定领域的专业应用模型相结合，进行有关数据处理、信息管理、空间分析、反演预测、决策支持等已经成为一种需要。综合多方面的因素考虑地理信息系统对于矿区开采沉陷数据库的建立是非常合适的。
利用GIS技术解决矿区开采沉陷中出现的问题具有很大的优越性：首先GIS理论和技术方法是矿区多层空间以及资源环境等动态时空信息的存储、处理、复合、分析与评价的最好方法。开采沉陷所涉及到的数据都是具有空间内涵的数据，GIS的最大特点就是管理处理具有空间内涵的数据，并且GIS的数据库管理功能可以对大量的开采沉陷数据进行统一的管理；其次二维矿图管理是目前GIS技术非常成熟的应用，利用GIS的制图功能可以绘制出矿区开采沉陷监测所需的各种可视化图形。而且GIS的空间查询和分析功能还可以对开采所引起的一些损害进行全方位动态监测并可以确定损害的程度，在采动过程中随时根据监测所显示的资料对开采方案作出适当的调整。
3.2 GIS应用于矿区开采沉陷预测的可视化系统
可视化（Visualization）是对人脑印象构造一种方针，目的是便于人们理解现象、发现规律和传播知识。由于可视化能迅速、形象的表示空间地理信息。传统开采沉陷的预测的可视化方法工作量大并且复杂、预测的速度慢、绘制出来的图形直观效果较差而且精度低，但是利用GIS进行开采沉陷的预测的可视化在传统方法的基础上大大提高了预测的精度和预测的速度。
矿区开采引发的地表变形，可导致地表的土层破坏、平地积水、地面裂缝、周边的山体滑坡和房屋倒塌等现象。利用ArcGIS中的ArcScene对地面沉降预测数据进行模拟和三维动态显示，能够很直观的得出三维可视化图形，也可以进行等值线绘制、任意的剖面图制作、任意的点位变形数据提取和最大变形方向等多种三维可视化随即应用分析，可进行矿区开采沉陷方面的一系列灾害性的后果预测分析。另外可基于ArcGIS的3D扩展模块生成各种地表变形的三维动态场景和三维动态实时可视化，并且可以进行动态演示。
GIS的可视化系统和空间分析功能在矿区开采沉陷的分析中具有着重大的意义。主要有开采沉陷数据的输入与输出、已开采地区的沉陷预测可视化、未开采地区的沉陷预测可视化、开采沉陷数据的管理和开采沉陷数据的可视化输出等。
目前GIS在矿业领域的应用还包括有：矿区不同比例尺的遥感测图、地质勘测、资源管理应用、矿山规划与设计、工程地质应用、环境污染监测、矿区测量控制网建立、建筑物变形监测等各个方面。
4 结束语
矿区作为一个实时动态地区，矿区的开采沉陷必然会引起地表的变形与破坏，GIS作为一种新兴技术融入到矿区开采沉陷中，对矿区的各种变形进行预测、分析与评价，并且能够绘制出各种具有可视化效果的变形曲线和图形，可以说这两者结合起来具有十分广阔的前景。煤矿地质测量空间信息系统，使煤矿地质测量信息采集的多源化、管理的网络、决策支持的智能化，以及与其它系统的集成得到了实现，具有数据收集、分析、处理、储存和等便捷功能，必将成为煤矿企业地址测量工作的重要发展方向。
参考文献：
[1]姜在炳.煤矿地质测量空间信息系统及其发展趋势[J].煤田地质与勘探，2005（4）.
地理信息可视化技术范文3
基本农田土地开发整理管理地理信息服务系统采用C／S模式和B／S模式相结合的复合型体系结构。系统需要实现的功能包括基本农田土地开发整理专题地理空间信息数据的编辑、综合管理、查询统计、专题分析、空间分析、自然灾害预案等。由于C／S模式具有良好的交互性，能够满足对GIS图形数据的大量复杂操作和对系统响应时间的要求。因此，基于系统安全性、行业应用严谨性及速度要求，将基本农田土地开发整理专题数据的录入编辑、自然灾害预案规划、空间分析等功能放到C／S模式下实现。B／S模式主要用于灾情信息数据的上报与。
2系统功能设计
2．1基础设施空间地理数据可视化表达与展示
采用不同颜色与样式的符号、线条、区域及填充图案等，表达基础设施地理空间地图数据（各级行政区划、各级行政中心、公路、铁路、河流、居民地、房屋等），直观、形象。
2．2系统参数设置
系统参数设置功能包括当前用户登录系统密码修改、系统用户授权设置、基本农田土地开发整理项目种类符号化定制、基本农田土地开发整里附属设施种类符号化定制、系统登录日志等。
2．3GIS地图操作
GIS基本图形操作功能包括单个选择地图实体、圆形选择地图实体、矩形选择地图实体、多边形选择地图实体、地图放大、地图缩小、地图漫游、浏览整个地图场景、返回前一视图窗口、改变地图视窗窗口、设置鼠标在地图窗口范围内外移动过程中是否自动切换显示区域、图层信息、信息标注、地图输出至图片文件等。
2．4GIS空间分析功能
GIS空间分析功能包括距离量算、面积量算、地理位置定位（主要地名定位、公路定位、居民地定位、基本农田土地开发整理项目区定位等）、空间搜索分析、自然灾情预案规划等。
2．5GIS专题分析功能
依据一项或者多项相关基本农田土地开发整理资源指标数据，基于GIS地图数据可以制作多种方式专题图（范围专题图、等级符号专题图、点密度专题图、独立值专题图、饼图、直方图、格网专题图）显示，系统设计GIS专题分析功能包括基于三级行政区划专题分析、基于四级行政区划专题分析、综合灾情专题分析等。
2．6基本农田土地开发整理专题地图数据更新维护
设计功能包括基本农田土地开发整理专题地图数据更新、基本农田土地开发整理附属设施专题地图维护等。
2．7数据导入与输出
系统设计基于多种格式文件外部批量数据导入数据库功能，查询统计数据输出至Excel表格文件或者直接输出至打印机，GIS图形数据输出至多种格式图形文件或者直接输出打印机。
2．8系统数据库设计
系统数据库主要包含基本农田土地开发整理资源数据库、基本农田土地开发整理附属设施数据库、自然地理资源数据库、其它资源数据库等。系统关键技术应用包括：①基本农田土地开发整理资源信息数据和基础地理空间专题数据有效融合技术；②基本农田土地开发整理资源的相关指标数据的空间地图可视化表达与展示技术；③基于GIS技术面向基本农田土地开发整理资源管理应用系统领域的基础地理空间数据库与基本农田土地开发整理专题空间数据库开发技术；④基于可视化程序设计开发技术、数据库技术、地理信息系统等技术，设计开发基本农田土地开发整理资源管理地理信息服务系统。
3示范应用系统开发
采用VisualC＃2008可视化程序设计开发语言，基于SQLServer2008数据库平台及MapX5．02地理信息系统开发组件完成黑龙江省望奎县基本农田土地开发整理资源管理地理信息服务试验系统。系统各项指标依据上述设计思想进行设计开发，实践证明，系统中强大的地理信息空间分析功能能够为基本农田土地开发整理管理相关部门进行决策提供直观、有效、科学的地图空间可视化技术支持保障，提高了工作效率。本文来自于《现代化农业》杂志。现代化农业杂志简介详见
4结语
地理信息可视化技术范文4
随着移动通信业务的信息化提升，对移动宏观呈现的相关技术进行研究有着非常重要的意义。通过信息化手段，将移动通信业务信息根据区域、类型等多种方式更好地展示于高层领导，把业务上多元管理的城市要素（告警信息、话务信息、人数信息等）映射到网格单元或区域，实现对移动通信业务要素的宏观呈现。
实现方法根据GIS的特点，结合移动通信部门的具体要求，采用B/S模式，在基于分布式关系数据库基础之上，采用面向服务的设计思想，秉持数据存储、业务逻辑管理、服务、应用相分离的设计原则，具体实现如下：首先准备好底层支撑数据库，数据来源包括测绘的基础地理信息数据、移动通信设备的部署数据、移动通信业务数据等等；然后对各数据资源进行分析、整合、规范化和标准化处理，根据移动通信的业务需求，分析抽取符合移动通信业务管理需求的数据信息；最后将其按照一定的规则可视化到以地理信息为基础的地图上，实现移动通信的网格化服务、集团业务、GIS宏观监控、区域支持监控、数据业务、客户漫游行为等信息的宏观呈现，如图1所示。
关键技术通信数据以多源性、动态性、海量性为特征，如何建立统一的数据标准、以更丰富的可视化手段来表达相关的信息是当前通信运营商需要解决的一个重要课题。结合GIS的海量数据管理处理能力、空间数据分析能力以及丰富的可视化表达方式，在实现与通信相关的信息呈现时需要解决以下几个关键技术难题。
多源移动通信数据的集成与分析由于移动通信相关数据来源的不同而导致数据格式各异，给信息的应用带来了极大的不便，因此需要解决多源数据的集成问题。相关的数据包括基础地理信息数据、通信设备部署数据、通信业务数据、气象数据等，其中基础地理信息数据来源于具有测绘资质的单位测绘所得，而通信设备部署数据及业务数据来源于通信运营商，气象数据来源于气象部门的监测，要实现对这些数据的充分利用，首先要实现多源数据的集成。目前，实现多源数据集成的方式大致有三种，即：数据格式转换模式、数据互操作模式、直接数据访问模式[4]。数据格式转换法就是把不同格式的数据经过专门的数据转换程序进行转换，变成统一的数据格式，并存储到统一的数据库或文件中。但由于缺乏对对象统一的描述方法，从而使得不同数据格式描述对象时采用的模型不尽相同，因而转换后不能完全准确地表达源数据的信息，造成部分信息的丢失。数据互操作模式是在异构数据库和分布计算的情况下，在相互理解的基础上，透明地获取所需要的信息。该模式为多源数据的共享和集成提供了新的思路，但这一模式在应用中也存在一定的局限性：如增加用户的负担等等。直接数据访问法是利用空间数据引擎的方法实现多元数据的无缝集成，即在一个GIS软件中实现对其他数据格式的直接访问、存取和空间分析，避免了繁琐的数据转换，不失为一种更为经济实用的多源数据集成模式。综合以上分析，在多源通信信息集成和分析时，可采用直接数据访问法，以保证数据的准确性和数据访问的效率。
空间地理信息和移动信息数据的可配置动态交互为了用易于理解的方式显示大容量的、结构化的移动信息数据，通过相关的移动信息数据和与其位置相关的空间地理信息的交互则可以进一步加深对数据内容、数据组织结构和数据关系的理解程度。移动通信领域多源数据集成分析之后，将有用的信息有效地传递给用户的最好方式就是结合GIS实现空间地理信息和移动信息数据的可配置动态交互。通信信息可视化表达的基础是地理信息数据库，所有用户关注的信息最后都可视化表达到以地理信息数据为基础的电子地图上。信息可视化的方式按其结合程度来说有三种[5]：后置处理，是将科学和工程计算的结果解释成可视的信息；实时跟踪处理，信息可视化显示与计算过程同步进行；交互控制，在计算过程中根据显示结果随时对模型和控制参数进行修改和引导。此外，在相应的移动信息呈现给用户的同时，用户可以通过一定的方式如移动鼠标、点击鼠标、键盘输入等，在以空间地理信息为基础的平台上进行信息的配置，根据用户的命令请求，空间地理信息数据通过一定的映射关系实现与深度移动信息数据的交互。整个过程的实施是实时动态的，也就是所说的可配置动态交互。通过这一可配置的动态交互，可以使信息的呈现更为直观、形象，实现多源数据的集成性、交互探讨性和信息的动态性。因此空间地理信息和移动信息数据的可配置动态交互可以将通信信息以更为生动、直观、形象的模式展现给用户，并且在分析的过程中可以灵活地检索数据，方便多源信息的对比、综合与分析。
地理信息可视化技术范文5
关键词:GIS;旅游信息 三维可视化 视觉叠加分析
中图分类号:F592.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0234-02
Research on Visualization of3D Tourism around Henan province Based on GIS
XiapengZheng hong-yan
(Jiangsu Institute of Geological Surveying and Mapping,Nanjing 210008)
Abstract:Tourism is one of the most dynamic and potential profession,which is has leaped to the world’s largest scale industries．It is pop industry in many developed countries,and become prior development industry in developingcountries and regions．The research on visualization of tourism information and the optimal-routing,must play a significant role in tourism information express, transmission and utilization.
Key Words:Geographic information system(GIS);Tourism information;3D Visualization;Visual overlay analysis
1研究背景和意义
随着旅游业的蓬勃发展,地理信息系统作为一种通用技术,在国内外旅游领域中得到了广泛地应用[1]。旅游业是与地理信息相关性极强的行业,GIS中的诸多要素如图件、区域景观资源、交通路线等与旅游密不可分。GIS支撑下的旅游信息系统可以完成一般旅游信息系统不能完成的一些特殊功能,如图形分析、空间数据综合处理等。
目前,地理信息系统技术正日趋成熟,并在诸多行业得到广泛应用。这一技术可以直观而形象的展示空间信息、分析事物空间分布规律,从而支持决策。因此,地理信息系统是有效解决这一问题的重要手段之一,将成为未来旅游信息化的重要组成部分。GIS的这种发展趋势,更加符合旅游信息数据库和数据表达的要求,对于更好地表达旅游信息、促进旅游信息的传播和利用,无疑具有推进作用。
为了实现焦作云台山地区的旅游与环境的三维可视化,河南省旅游局利用GIS技术进行了该区域旅游与环境的三维可视化分析,制作了三维立体效果图,为河南省旅游业的发展提供了更为直观的基础空间数据。
2三维可视化建模的前期准备
2.1 主要内容
基于GIS河南省旅游信息可视化研究,涉及测绘工程、地理信息系统、计算机技术、空间数据库等专业内容,本文主要研究内容如下:GIS数据格式的统一,要素类的创建与提取,遥感影像的处理与转换,DEM数据的拼接与提取,坐标系的投影与转换,基于GIS的三维可视化叠加分析。
2.2 设计流程
使用ENVI软件,提取卫星遥感影像DEM数据,导入到ArcGIS Geodatabase数据库,使用GolbalMapper提取河南省的行政区划图,导入到ArcGIS Geodatabase数据库。根据河南省行政区划,提取相应的DEM灰度图,进行栅格拼接,加载河南省行政区划,根据河南省的行政区划范围进行栅格数据的裁剪,得到河南省DEM灰度图,根据得到的结果,生成河南省TIN数据,加载到ArcScene里面,结合河南省地形渲染图,进行可视化叠加分析。最终得到河南省数字地面三维模型。
根据研究的内容,选取遥感影像、DEM、行政区划图等原始数据,利用ArcGIS、MapInfo、Global Mapper等工具实现旅游信息可视化。
2.3 数据处理及软件的选择
本研究涉及以下几种数据源,包括遥感影像DEM、地形数据、地区界线状图,由于原始数据格式不统一,首先通过ArcGIS、Global Mapper、ENVI等相关工具进行转换,最终统一成ArcGIS的“.shp”文件及栅格数据。
3河南省旅游三维可视化模型的生成
3.1 河南省行政区划图的提取
使用Global Mapper软件对基础地理数据进行格式转换,加载到ArcCatalog里,提取出的行政区划范围。为了数据精确性、完整性、一致性提供保障,将初步提取的的行政区线要素进行拓扑检查,保证每条边的联通性、无重叠性。然后将拓扑检查后的的行政区线要素转换为面状地理要素,供DEM数据的提取。
3.2 河南省遥感影像DEM的获取
原始数据由于在数据结构、数据组织、数据表达等信息系统不一致而需要对原始数据进行转换与处理。栅格数据为hgt文件中,有部分数据DEM数据不完整,有部分无高程数据的坏点,且不能使用ArcGIS软件直接打开,需要使用ENVI软件进行影像修复和格式转换。
因为研究区域可能是一个非常大的范围,跨越了若干相邻数据,而空间数据是分幅存储的,因此要对这些相邻的数据进行拼接。空间数据拼接是空间数据处理的重要环节,也是地理信息系统空间数据分析中经常需要进行的操作。
使用ArcToolbox中的数据管理工具投影转换,进行坐标系的转换,我们进行投影变换,将GCS_WGS_1984等地理坐标系统一转换为转为WGS_1984_PDC_Mercator投影坐标系。
我们所需要的是将拼接和投影转换后的DEM数据加载到ArcMap里,同时加载的行政区划面状数据,选择数据管理工具里的栅格数据裁剪工具,对DEM数据的进行裁剪,最终得到DEM数据。
3.3 TIN数据的生成与河南省地貌图的渲染
TIN为不规则三角网的缩写,在地理信息系统中有广泛应用;根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络,数字高程有连续的三角面组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的位置和密度,能够避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点表示数字高程特征。通过等高线和高程点建立不规则的三角网,然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM。同样,也可以通过DEM数据转换为TIN数据。在表面建模或建模简化可视化过程中,经常需要将栅格表面转换成TIN表面。使用ArcMap里的3D分析工具,将河南省DEM数据转换为TIN数据。调整DEM数据的显示方式,变换色阶,生成河南省地貌渲染图。
3.4 河南省旅游三维可视化的叠加分析
ArcScene是ArcGIS三维分析模块3D Analyst所提供的一个三维场景工具,它可以更加高效地管理三维GIS数据、进行三维分析、创建三维要素以及建立具有三维场景属性的图层。利用ArcGIS三维分析模块可以进行创建表面、进行各种表面分析及在ArcScene中数据的三维可视化。
3.4.1 三维叠加的基本设置
在三维场景中浏览数据更加直观和真实,对于同样的数据,三维可视化将使数据能够提供一些平面图上无法直接获得的信息。叠加,即将要素所在区域的表面模型的值作为要素的高程值,如将所在区域栅格表面的值作为一幅遥感影像的高程值,可以对其做立体显示;突出则是指根据要素的某个属性或任意值突出要素,如要想在三维场景中显示建筑物要素,可以使用其高度或楼层数这样的属性来将其突出显示。加载TIN数据到ArcScene里,同时加载河南省地貌渲染图和河南省旅游景点要素类到,设置相关参数,生成三维效果。
3.4.2 三维场景效果的修正
在实现要素或表面的三维可视化时,需要注意以下一些问题。
(1)添加到场景中的图层必须具有坐标系统才能正确显示;地形显示地过。
(2)为更好地表示地表高低起伏的形态,有时需要进行垂直拉伸,以免显示过于陡峭或平坦。
(3)为全面地了解区域地形地貌特征,可以进行动画旋转。
(4)为增加场景真实感,需要设置合适的背景颜色。
(5)方位角、入射高度角及 根据不同分析需求,设置不同的场景光照条件,包括入射表面阴影对比度。
本文对生成的三维场景进行修饰,调整其高程拉伸因子和河南省地貌渲染图的显示方式,以达到良好的显示效果,同时添加了三维注记（如图1、图2)。
4三维应用
本文以河南省1∶25万地形数据、河南省1∶25万DEM及焦作Landsat-7 ETM+30米分辨率多光谱遥感影像等作为研究数据源,实现河南省旅游信息的可视化,以及对河南省著名旅游景点的三维分析。通过使用Global Mapper、ENVI等相关软件,对不同数据格式进行统一,导入到ArcGIS中,进行矢量、栅格数据的裁剪,拼接,生成TIN表面,在ArcScene中进行三维可视化叠加分析,得到了河南省旅游三维可视化信息,并且叠加河南省道路网络信息,使河南省的旅游信息更加直观的显现出来。基于GIS的旅游信息可视化研究为游客提供了一个有利的帮手,随着地理信息系统工作者和旅游工作者的共同努力,该领域的研究会不断发展,不断完善(如图3、图4)。
5结语
本文结合河南省焦作市云台山景区的实际,在旅游信息可视化与环境三维可视化方面做了较为详细的研究。它具有强大的数据管理功能和实用的数据分析功能并可以对旅游路线进行动态模拟;同时具有灵活的数据查询功能。它能够全面显示云台山地区的旅游景点、路线、山川、峡谷以及旅游的最佳时间。由于时间和技术水平的限制,本研究还不够完善,还需做进一步的研究,使其逐步完善。
本系统的开发与及应用能给云台山旅游事业开创一个新天地,能提高旅游从业人员的工作质量和效率,能够提高旅游事业的安全预测和管理水平,能大大地节省人力、物力和财力,,同时也为我国的旅游事业的发展提供了一个新的思路,必将产生良好的经济效益和社会效益,其应用前景十分广泛。
参考文献
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[4] SMITH S L J.Recreation geography[M].London:Longman,1988.
地理信息可视化技术范文6
[关键词]GIS 选址 便利店 商圈
[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-250-1
1概述
便利店，英文简称CVS（Convenience Store）是一种用以满足顾客应急性、便利性需求的零售业态。该业态最早起源于美国，继而衍生出两个分支，即传统型便利店与加油站型便利店。
2便利店选址的相关因素
超市选址应从较大区域的地理与环境分析到小范围的商圈地理分析，综合自然地理特别是人文地理的各方面因素，以确定最终的定位点。在超市选址时，考虑的主要因素应是：
①对自己的目标顾客是否为最方便。
②购物时，是否有利于与周围商店比较和选择。
③区域内是否有足够的购买需求和购买力。
④交通条件的优劣等。
超市的区位选择与人口的密度正相关，人口密度大的地域超市选址的概率就大，而从消费能力来讲人口高度密集的中心城区与城郊相比，超市在中心城区选址的概率更大。消费者克服空间距离的作用所要付出的空间费用或时间费用是决定消费者选择超市的另一个重要因子。一般随着距超市距离的增加，在该超市购买的家庭数会剧减，特别是消费者日常生活用品表现的更为明显，因此超市多在交通可达性好的地点布局。
3地理信息系统（GIS）的概念与发展
1988年美国国家地理信息与分析中心（NCGIA）对地理信息系统的定义是“为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统”。在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个部分组成。
3.1地理信息系统的空间数据结构
地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。在地理信息中，其位置是通过数据进行标识的，这是地理信息区别于其他类型信息最显著的标志。
空间数据结构是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。内部数据结构基本上可分为两大类：矢量结构和栅格结构，两类结构都可用来描述地理实体的点、线、面三种基本类型。
3.2 GIS的特点
3.2.1空间可视化
（1）空间地物轮廓特征的可视化
信息系统是对现实世界的计算机模拟，而地理信息系统则突出了它对现实世界空间关系的模拟。使用我们对于在空间中各事物的状态有一个非常直观的感受。
（2）具有空间参照特点的地物专题属性信息的可视化
地理信息系统的空间可视化功能还包括对空间分布的地物的属性信息的图形可视化，这一点是由地理信息系统的一个重要特征来保证的，即GIS实现了空间信息和属性信息的集成管理，并能够完善地建立二者之间的联系。
3.2.2空间导向
利用地理信息系统，我们不仅可以纵览研究区域的全域，还可以利用缩放和漫游等GIS所提供的基本功能深入到我们更感兴趣的区域去研究。
3.2.3空间思维
地理信息系统的空间数据库在存贮各地物的空间描述信息的同时，还存贮了地物之间的空间关系，这一特点为进行空间分析提供了基础。
地理信息系统的空间思维，就是要利用GIS数据库中已经存贮的信息，通过GIS的工具（例如缓冲区分析、叠置分析），生成GIS空间数据库中并求存贮的信息。
4地理信息系统的空间分析
空间分析起源于60年代地理科学的计量革命，现早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。GIS空间分析的基本功能，包括空间查询与量算，缓冲区分析、叠加分析、路径分析、空间插值、统计分类分析等。
4.1空间查询与量算
图形与属性互查是最常用的查询，主要有两类：第一类是按属性信息的要求来查询定位空间位置，称为“属性查图形”；第二类是根据对象的空间位置查询有关属性信息，称为“图形查属性”。空间量算主要包括：几何量算、形状量算、质心量算、距离量算。
4.2缓冲区分析
所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。缓冲区分析可以解决公共设施（商场、邮局、银行、医院、学校等）的服务半径，铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等问题。
4.3叠加分析
叠加分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一。地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。叠加分析不仅包含空间关系的比较，还包含属性关系的比较。空间并是指两层多边形叠加相交后生成的新的多边形层中各多边形的属性项等于原始两多边形的属性项之和；空间交是指两层多边形叠加相交后生成的新的多边形层中各多边形的属性项等于原始两多边形的属性项之差；空间切是指两层多边形叠加相交后生成的新的多边形层，其属性值等于原被切多边形属性值。
4.4网络分析
对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好。网络分析的主要功能：路径分析、资源分配、连通分析。
