淺析三維可視化數據庫建設

摘要：三維可視化技術是“數字城市”的核心技術之一，三維GIS已成為當前GIS研究、發展和應用的一個熱點，數據庫的建設則是三維可視化技術核心工作之一，關系到運行效果，本文就是針對這一問題通過對數據庫的建設論述和分析，以期對三維可視化應用具有一定的參考意義。

關鍵詞：GIS 數字管道 應用

1 概述

1998年1月31日，美國副總統在美國加利福尼亞科學中心發表了題為“數字地球：二十一世紀認識地球的方式”的講演，提出了“數字地球”概念——一個可以嵌入海量地理數據的、多分辨率的、真實地球的三維表示，提出了“數字地球”這一戰略思想，3S技術迅速在全球發展應用起來。現今“3S”（GPS、RS、GIS）技術已從各自獨立發展進入相互融合、共同發展的階段，并且在資源調查、車船導航、環境監測、區域管理、城市規劃、商業管理等諸多領域里得到了迅速廣泛的應用，三維可視化技術就是其最好的體現。

2 三維可視化技術概述

在上世紀80年代中期，人類研究了一門集計算機數據處理、圖像顯示的綜合性前緣技術——三維可視化（3D Visualization）技術。這項技術是基于三維數據顯示，對現象和特征進行描述和解釋的一種圖像顯示工具，實質是將描述物理現象的數據轉化成圖形和圖像，并通過各種視覺表現形式（如顏色、透視、動畫和觀察視點的實時改變），使人通過觀察到的不可見的對象洞察事物的內部結構。尤其是數字地球概念的提出，使得其近十幾年來迅速發展起來的一種空間信息獲取和分析處理的綜合技術，它們與空間、電子、光學、地理學、地圖學以及信息與計算機科學等學科密不可分，在各行各業中得到了廣泛應用。

3 數據庫建設

數據庫的建設是整個三維系統建設的核心工作之一。數據的完整性、實用性、精確性、現勢性等從根本上決定了系統的價值。項目建設中，需要根據不同的數據類型特點以及應用的需要，建立實用有效的數據采集、加工及處理流程與規范。

3.1 數據存儲方式

即從數據管理維護方便性、提高數據的共享程度、保證數據的完整性和一致性、提高查詢的效率等角度出發。

3.2 地理空間數據庫建設原則

在數據庫建設之初，必須制定相關建設原則，只有遵循這些建設原則，才能有明確的目標和要求，才能獲得最終可用的大量資源財富。在數據庫建設過程中，需要始終遵循如下三條原則：共享性、標準化、規劃性三個原則

3.3 三維模型和紋理數據庫總體設計

針對地形、地物創建的三維模型的要求。

4 元數據庫設計

元數據庫是數據庫的核心內容之一。數據提供者通過管理、更新、維護元數據庫來了解空間數據集信息。元數據庫管理的空間數據集信息由標識信息、數據質量信息、參照系統信息、內容信息、以及聯系信息構成。空間元數據包括兩級，一級數據涵蓋了實體和元素，比如核心元素和編目信息，大致概括了二級數據中部分必選項信息。通過一級數據可以了解數據集總體的比較宏觀的信息集合；二級數據包含若干個代表數據集某一方面信息的子集，這些都是數據集的具體信息。第二級地理空間元數據內容可分為標準內容及引用內容。

5 數據庫優化設計

空間數據庫系統的響應速度直接反映其性能優劣。性能良好的系統能夠確保在系統用戶可承受的時間范圍內接收到系統的響應。鑒于此，在設計空間數據庫時須綜合分析可能干預系統性能的各類因素，在設計過程中對這些因素優化設計，或采取規避措施，以確保系統的響應速度達到性能要求。

6 結束語

三維可視化技術打破了二維空間信息在二維平面中單調展示的局限性，在實際應用中方便了信息判讀及空間分析，為各行業提供更直觀的輔助決策支持，利用三維可視化技術人們基本可以直接實現物體的再現，但其效果取決與數據庫建設的程度，它為三維再現提供了最直接的支持，如屬性數據查詢，屬性數據查詢圖形，以及圖形數據和屬性數據的互查以及水平測距、垂直測距、斜距，三維面積等，因此數據庫建設必須要做好功課。

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作者簡介：

李東楓（1971-），女，河南鎮平人，工程師，主要從事測繪工程工作。