國內外主流的三維GIS軟件

 

我國GIS通過三十多年的發展，理論和技術日趨成熟，在傳統二維GIS已不能知足應用需求的狀況下，三維GIS應運而生，併成爲GIS的重要發展方向之一。上世紀八十年代末以來，空間信息三維可視化技術成爲業界研究的熱點並以驚人的速度迅速發展起來，首先是美國推出Google Earth、Skyline、World Wind、 Virtual Earth、ArcGIS Explorer等，我國也緊隨推出了EV-Globe 、GeoGlobe、VRMap、IMAGIS等軟件與國外軟件競爭本土市場。三維GIS獲得了各行業用戶的認同，在城市規劃、綜合應急、軍事仿真、虛擬旅遊、智能交通、海洋資源管理、石油設施管理、無線通訊基站選址、環保監測、地下管線等領域備受青睞。目前，我國國產三維GIS軟件已佔據了國內市場的半壁江山。

　　本文唱談了十九個國內外主流的三維GIS軟件，並對其基本特色、發展歷程、應用等方面作了總結概述。因爲做者水平有限，不足之處懇請讀者批評指正。

　　國外三維GIS軟件：

　　一重唱·美國谷歌公司：Google Earth--用戶最多的三維地球軟件 

　　介紹：Google Earth以三維地球的形式把大量衛星圖片、航拍照片和模擬三維圖像組織在一塊兒，使用戶從不一樣角度瀏覽地球。Google Earth的數據來源於商業遙感衛星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird，IKOONOS及法國SPOTS。

　　特色：Google Earth憑藉其強大的技術實力和經驗，以其操做簡單、用戶體驗超羣的優點吸引了全球近十分之一的人口使用。

　　發展歷程：Google於2004年10月收購了Keyhole公司，隨之次年6月推出GoogleEarth系列軟件。

　　產品形式：Google Earth客戶端軟件提供三個版本：我的免費版、Plus版、Pro版以及企業級解決方案，用於在企業內部部署Google Earth應用。

 

　　二重唱·美國國家航空和航天管理局（NASA）：World Wind--最強大的開源地理科普軟件 

　　介紹：World Wind是NASA發佈的一個開放源代碼的地理科普軟件，由NASA Research開發，NASA Learning Technologies來發展，它是一個可視化地球儀，將NASA、USGS以及其它WMS服務商提供的圖像經過一個三維的地球模型展示，還包含了火星和月球的展示。軟件用C#編寫，調用微軟SQL Server影像庫Terrain Server來進行全球地形三維顯示。它經過將遙感影像與SRTM高程（航天飛機雷達拓撲測繪）疊加生成三維地形。

　　特色：World Wind最大的特性是衛星數據的自動更新能力。這種能力使得World Wind具備在世界範圍內跟蹤近期事件、天氣變化、火災等狀況的能力。

　　擁有NASA血統的World Wind能夠利用Landsat 七、SRTM、MODIS、GLOBE , Landmark Set等多顆衛星的數據，將Landsat衛星的圖像和航天飛機雷達遙感數據結合在一塊兒，讓用戶體驗三維地球遨遊的感受。採用了先進的流傳輸技術。

　　World Wind是個徹底免費的軟件，在使用上沒有任何限制，主要面向科學家、研究工做者和學生羣體。另外World Wind是徹底開放的，用戶能夠修改World Wind軟件自己。目前，包括國內部分三維GIS軟件在內的全球許多主流三維軟件都是以World Wind爲技術內核發展而來。

 

　　三重唱·美國Skyline公司：Skyline Globe--個性化的三維地理信息系統 

　　介紹：SkylineGlobe產品可以基於地表的衛星影像、航空影像建立高分辨率的三維虛擬地球場景。Skyline具備強大空間信息展現功能，支持交互式繪圖工具，提供三維測量及地形分析工具，提供數據庫接口支持如Oracle，ArcSDE，擁有強大數據處理能力。

　　特色：Skyline Globe Enterprise Solution是美國Skyline公司爲網絡運營三維地理信息提供的企業級解決方案。包括了Skyline整套軟件工具，給客戶提供一站式服務，並開放了全部的API，不管是在網絡環境中仍是單機應用，讓用戶可以根據本身的需求定製功能，創建個性化的三維地理信息系統。

　　產品形式：TerraExplorer、TerraExplorer Pro、TerraBuilder、TerraGate。

　　應用：中國數字海洋系統、公安部警衛基礎工做信息系統、數字深圳三維平臺、黃河可視化防汛預案管理系統、數字煙臺三維城市規劃信息系統等。

 

　　四重唱·美國微軟公司：Virtual Earth--能夠在瀏覽器中直接運行的三維地球軟件 

　　介紹：Virtual Earth 3D能夠呈現完整交互式的三維圖片，是基於地圖的搜索工具，集航拍照片、地圖、黃頁數據於一體。在Virtual Earth 3D中，就象在大型3D遊戲的虛擬現實環境中同樣，用戶能夠在城市之間、建築物之間「飛來飛去」。除了真實地「再現」城市的地形外，Virtual Earth 3D中也包含一些現實世界中不存在的東西。

　　特色：Virtual Earth 3D不要求用戶在硬盤上下載應用軟件，而是直接在瀏覽器中運行。

　　發展歷程：在Google宣佈推出Google Earth後，微軟也緊跟其後啓動了相關計劃。2005年12月23日，微軟公司收購一家從事三維地球研究的華人公司GeoTange。2006年5月3日，又收購一家專門從事遙感領域研究的公司Vexcel。隨後，在2006年11月初微軟發佈了VirtualEarth 3D。今年6月，微軟推出Bing搜索後，意味着原來的「Virtual Earth」變成了「Bing Maps and Bing Mapsfor Enterprise」。

 

　　五重唱·美國環境系統研究所公司（ESRI）： ArcGIS Explorer--ArcGIS家族的3D後代 

　　介紹：ArcGIS Explorer是一個免費的虛擬地球瀏覽器，提供自由、快速的2D和3D地理信息瀏覽，充滿趣味性且簡捷易用。ArcGIS Explorer經過繼承ArcGIS Server完整的GIS性能（包括空間處理和3D服務），達到整合豐富的GIS數據集和服務器空間處理應用的目的。

　　特色：AreG1S Explore具備和Google Earth類似的功能，支持來自ArcGIS Server、GML、WMS、Google Earth（KML）的數據。

　　發展歷程：ArcGIS Explorer是2006年8月推出。在明年即將發佈的ArcGIS9.4中也將增強三維GIS功能。

間奏曲

　　國內三維GIS產品：

　　六重唱·北京國遙新天地信息技術有限公司：EV-Globe--國內三維海量空間信息平臺佼佼者 

　　介紹：EV-Globe具備大範圍的、海量的、多源的數據一體化管理和快速三維實時漫遊功能，支持三維空間查詢、分析和運算，可與常規GIS軟件集成，可方便快速構建三維空間信息服務系統，亦可快速在二維GIS系統完成向三維的擴展。EV-Globe提供距離測量、線段剖面、折線剖面、區域淹沒、通視分析等三維GIS特點的空間分析功能。能夠在EV-Globe中看到煙霧、塵暴、火焰以及下雨、下雪等特殊效果。

　　特色：EV-Globe基於組件式開發，全部功能以控件或類的方式封裝在dll中，用戶能夠很方便進行各類功能定製，甚至將EV-Globe嵌入各種信息系統中。EV-Globe具有在普通PC機上就能實現的海量三維模型和影像流暢地進行各項漫遊操做的功能。此外在EV-Globe服務器端，用戶可根據須要綁定常規GIS平臺如SuperMap，ArcGIS等。

　　發展歷程：EV-Globe於2008年12月、2009年5月、7月分別發佈了EV-Globe SDK、EV-Globe Sea和EV-Globe Web版，並將於今年12月3日正式發佈EV-Globe 2.0。

　　產品形式：EV-Globe SDK（開發包）、EV-Globe Pro（數據瀏覽工具）、EV-Globe Creater（數據製做工具）、EV-Globe Datasets（影像數據集）。

　　應用：全國海島海岸帶三維可視化信息系統、中石油海外應急系統、中國石油中長期油氣管網建設預測分析、寧波鎮海環保三維影像瀏覽系統、遨遊天府--四川省地理空間三維管理系統。

 

　　七重唱·武大吉奧信息技術有限公司：GeoGlobe--加入實時三維量測功能 

　　介紹：GeoGlobe是武漢大學李德仁和龔建雅等教授花了近10年時間打造，由武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室研發的網絡環境下全球海量無縫空間數據組織、管理與可視化軟件。GeoGlobe提供了一系列三維可視化及應用的功能：可視化導航與操做、可視化查詢與三維分析、興趣點標註及定位等。還提供了二次開發功能，用戶能夠根據應用的須要自行設計界面，調用所提供的動態庫進行二次開發。

　　特色：GeoGlobe具備和World Wind類似的功能，加入了實時三維量測等功能。能同時處理多種來源的數據，包括三維地形圖、航拍影像圖、三維模型，矢量數據，是Google Earth所沒有的。GeoGlobe2.0提供了海量4D數據（DEM、DOM、DLG、DRG）、地名數據、三維模型數據的完整解決方案。

　　發展歷程：GeoGlobe於2006年4月推出，現已推出至GeoGlobe2.0。

　　產品形式： GeoGlobe Server、GeoGlobe Builder、GeoGlobe Viewer。

 

　　八重唱·適普軟件有限公司：IMAGIS--管理意義上的「所見即所得」 

　　介紹：IMAGIS三維可視地理信息系統是一套以數字正射影像（DOM）、數字地面模型（DEM）、數字線劃圖 （DLG）和數字柵格圖 （DRG）做爲處理對象的 GIS 系統。結合了三維可視化技術與虛擬現實技術，徹底再現管理環境下的真實狀況，把全部管理對象都置於一個真實的三維世界中，真正作到了管理意義上的「所見即所得」。

　　特色：IMAGIS在數據管理上採用了矢量數據和柵格數據混合管理的數據結構，兩者能夠相互獨立存在，同時，柵格數據也能夠做爲矢量數據的屬性，以適應不一樣狀況下的要求。

　　發展歷程：2003年3月推出IMAGIS V2.3，2004年6月推出加強版本IMAGISV2.3.6，並在該版本中正式推出IMAGIS Web3D V1.0 中英文版本。

　　產品形式：

　　IMAGIS Education：三維可視地理信息系統教育版；

　　IMAGIS Classic：三維可視地理信息系統；

　　IMAGIS Magixity：城市建模與可視化地理信息系統；

　　IMAGIS 3DBrowser：影像快速漫遊系統；

　　IMAGIS Web3D：三維場景數據網絡發佈系統；

　　IMAGIS Sup3DBrowser：3DBrowser 通用控件。

 

　　九重唱·偉景行數字城市科技有限公司：CityMaker--數字城市的三維應用 

　　介紹：CityMaker 是數字城市三維可視化平臺，主要針對城市規劃領域，提供覆蓋規劃設計、展現、評估、管理的全方位服務。提供從三維地理信息系統建設到應用的全面解決方案。經過CityMaker三維地理信息平臺，能夠疊加顯示城市面貌、規劃圖則、戶籍信息、監控視頻等各類二三維數據，還可快速集成已有專業系統，開展基於網絡的三維專業應用。

　　特色：是面向規劃設計師和建築師的三維輔助設計軟件，它將虛擬可視化技術融入設計過程，讓設計師在三維環境下進行城市的設計、評估、分析和交流。它能夠與3ds MAX等建模軟件配合使用，支持材質編輯和物體運動編輯，支持火焰、噴泉、爆炸和雨雪等虛擬現實效果的製做等。

　　產品形式：

　　CityMaker Network：專業的城市級三維地理空間信息網絡應用平臺；

　　CityMaker Professional：專業的城市規劃三維分析軟件；

　　CityMaker Builder：城市級三維地理空間建立軟件平臺；

　　CityMaker Designer：面向規劃設計師和建築師的三維輔助設計軟件；

　　CityMaker Simulation System：專業的多通道三維模擬仿真軟件。

　　應用：數字北京、數字斯圖加特、虛擬圓明園、上海世博會虛擬現實系統等。

 

　　十重唱·杭州阿拉丁信息科技股份有限公司：AlaGIS--網絡仿真城市E都市的同門 

　　介紹：AlaGIS與全球首個大規模網絡仿真城市E都市同屬於杭州阿拉丁公司，採用面向網絡的分佈式空間信息應用服務支撐平臺，集二維、三維、遙感影像於一體，全面整合了GIS與數據庫、軟件工程、人工智能、網絡技術及其餘多種計算機主流技術。

　　特色：二三維疊加是AlaGIS的主要特色，AlaGIS平臺採用的合理的二三維映射使二維圖形和三維圖形的數據一一對應，從而實現了二維圖形和三維圖形的有效結合，經過二三維的切換或者透明度變化來達到所指望的圖形效果。

　　應用：三維地名管理系統、三維警務地理信息系統、三維數字房產管理系統、三維稅源網絡管理系統、三維旅遊展現管理平臺等。

 

　　十一重唱·北京靈圖軟件技術有限公司：VRMap--首次在微機上再現真三維景觀 

　　介紹：三維地理信息系統軟件VRMap實現了VR和GIS技術的完美結合，能夠根據衛星影像、航空影像、電子地圖、高程數據、城市模型數據、虛擬效果數據生成虛擬地理場景；經過VRMap提供的二次開發包，可實現規劃、國土、電信、交通、水利等各行業的專業分析。

　　特色：VRMap採用J2EE體系架構，快速、靈活構建基於Web的三維業務應用系統；同時VRMap提供城市級別的基於網絡的海量精細場景，可快速創建三維應用。

　　發展歷程：從2000年誕生的VRMap1.0至今，VRMap產品已升級到4.0。可是受2007年末靈圖公司裁人事件影響，原VRMap團隊成員流失較爲嚴重，產品後續發展堪憂。

　　產品形式：VRMap標準版、VRMap專業版、VRMap企業版。

 

　　十二重唱·北京海澄華圖科技有限公司：NEOMAP VPlatform--靈圖VRMap的變身 

　　介紹：NEOMAP VPlatform的簡稱是NVP，它能夠在網絡發佈全球高精度DEM/DOM/DLG數據和特大城市級三維精細模型。NVP提供服務接口，支持靈活的二次開發和二三維一體化應用。NVP包含三維數據處理、三維場景整合、三維網絡服務平臺、三維數據瀏覽、運維支撐、二次開發SDK共六個子系統。

　　特色：NVP的多項核心技術，包括高效的海量空間數據管理技術、海量三維數據網絡發佈技術、地形、影像數據存儲壓縮技術、多精度地形、影像數據融合技術，處於國內外領先水平，在對於三維GIS系統最重要的海量數據支持、穩定性、二次開發支持、三維效果方面有顯著優點。

　　發展歷程：2008年8月成立公司，隨即推出NEOMAPVPlatform。

　　產品形式：三維數據處理、三維場景整合、三維網絡服務平臺、三維數據瀏覽、運維支撐、二次開發SDK。

　　應用：數字延吉城市地理信息共享平臺、蘇州市基礎地理信息共享平臺、青島市南區空間信息服務平臺及應用、秦皇島城市管理局。

 

　　十三重唱·中國資源衛星應用中心、北京視寶衛星圖像公司、北京星天地信息科技公司：數據地球（中國）--衛星、航空、地面三種採集方式的集成

　　介紹：數據地球（中國）（Data Earth China）是我國第一個集數據與軟件一體化的三維地理空間信息系統，它在國家863計劃地球觀測與導航技術領域項目支持下，由中國資源衛星應用中心、視寶公司和北京星天地公司三家聯合研發的新一代自主產權的三維地理空間信息服務平臺，標誌着我國已擁有基於衛星、航空、地面三種方式採集到的地理信息綜合開發而成的三維立體地理空間信息系統。

　　特色：該平臺集成了國內領先的Uniscope三維GIS引擎技術，覆蓋全域的高分辨率衛星影像（CBERS-02B、SPOT5）、較高精度的地形高程數據、導航用道路和POI等矢量信息，符合保密規定的政府用戶還能夠享受航空影像數據服務，是數據和平臺，航天和航空、宏觀和微觀、矢量和柵格相結合的新一代三維地理信息產品。

　　發展歷程： 2009年9月發佈。

　　應用：城市應急指揮、國防信息化建設、國土資源管理、城市規劃、環境保護、災害防治等。

 

　　十四重唱·武漢地大信息科技發展有限公司：InfoEarth TelluroMap--三維應用系統集成 

　　介紹：InfoEarth TelluroMap採用面向Internet的分佈式計算技術和三維可視化技術，支持跨區域、跨網絡的複雜大型網絡三維應用系統集成。爲海量三維空間數據的發佈提供了可擴展的開發平臺，開發者能夠方便、靈活地實現網絡空間數據的共享和三維可視化。

　　特色：InfoEarth TelluroMap基於主流技術平臺。NET開發，產品開放性好、架構靈活、三維功能和GIS功能強大、支持TB級海量空間和三維模型數據發佈和應用。

　　產品形式：

　　InfoEarth TelluroMap Server：服務器端應用程序和組件庫；

　　InfoEarth TelluroMap GlobeEngine：基於組件技術的三維可視化組件；

　　InfoEarth TelluroMap Map：基於Ajax的WebGIS客戶端組件；

　　InfoEarth TelluroMap Fusion：空間數據、三維模型數據入庫、預處理模塊。

　　應用：數字漢江、數字地大、移動基站三維地理信息系統設計方案、山洪（災害）預警系統工程解決方案等。

 

　　十五重唱·北京朝夕科技有限責任公司：Drawsee Earth--在線開發的三維地理信息系統 

　　介紹：Drawsee Earth是結合三維和網絡技術的互聯網三維GIS開發平臺，構建企業級B/S結構三維行業應用的工具。它基於Microsoft .NET與ActiveX軟件平臺，經過海量數據管理、網絡數據流傳輸、三維模型高速顯示等技術，把衛星影像、數字高程、普通矢量地圖、精細建築模型等數據融合到一塊兒。

　　特色：Drawsee Earth不只能夠提供三維場景可視化、海量數據管理，而是結合行業，提供三維場景動態模擬分析。將三維場景各種實體的可預見態勢、不可預見態勢，經過動態分析真實展示出來。

　　產品形式：

　　Drawsee EarthDesk：數據融合工具；

　　Drawsee EarthServer：數據服務器；

　　Drawsee EarthViewer：客戶端插件。

　　應用：三維森林防火指揮系統、三維油罐監控系統、互聯網3DGPS車輛監控系統等。

 

　　十六重唱·北京超維創想信息技術有限公司：Creatar --真三維地學信息系統 

　　介紹：Creatar 1.0三維地學信息系統是超維創想公司基於北京大學科研實力進行技術創新，自主研發的新一代真三維地學信息系統系列軟件。該軟件是我國第一個參加科技部軟件測評的真三維地學信息系統軟件。

　　特色：完善的三維空間信息基礎服務、開放的系統平臺、多應用模式支持。

　　應用：城市地質、岩土工程、環境地質、礦產資源勘查等衆多地學相關領域。

 

　　十七重唱·北京超圖軟件股份有限公司：SuperMap iSpace--二三維一體化的三維 GIS模塊 

　　介紹：SuperMap iSpace是SuperMap UGC新增三維GIS模塊的產品研發代號。採用了SuperMap SDX+空間數據庫技術來高效地、一體化地存儲和管理二維三維空間數據，升級了二維顯示的功能，不只可以支持將二維的GIS數據和地圖直接加載到真三維場景中進行顯示，並且能夠在二維窗口中顯示三維數據，在二維地圖中使用三維符號，真正實現了二維三維數據一體化。

　　特色：二維三維數據一體化、多元數據無縫集成、多元數據無縫集成、三維web瀏覽等；提供基本的三維空間分析能力包括：量算分析、查詢統計分析、通視性分析。

　　發展歷程：2009年10月在超圖用戶大會上宣佈，但目前還沒有看到成熟的產品。

 

　　十八重唱·中地數碼集團：MapGIS-TDE--地上、地表、地下的三維空間數據模型 

　　介紹：MAPGIS-TDE 三維處理平臺是中地公司在 MAPGIS7.0 中推出的一套支持真三維數據處理及3DGIS 應用項目二次開發平臺。採用三維空間數據模型、構模算法、三維可視化技術及框架加插件的軟件體系結構，具有集成管理地上、地表、地下的三維空間模型的能力，能夠管理從2.5維到3維、從矢量到柵格等多種三維空間數據模型，並提供多種模型創建、管理及顯示的工具及接口。

　　特色：MAPGIS-TDE在提供通常三維空間數據模型及其管理功能的基礎上，平臺容許針對特定應用領域動態擴展建模及其分析功能插件，以適應特定的三維應用。

　　應用：MAPGIS三維數碼景觀系統、MAPGIS 工程勘察信息系統、MAPGIS 城市地質信息系統、MAPGIS 綜合管網信息系統等。

 

　　十九重唱·廣州市紅鵬直升機應用服務有限公司：真三維地理信息系統--航空攝影測量的延伸 

　　介紹：紅鵬真三維地理信息系統是以普通數字地圖數據爲基礎，利用虛擬現實技術，將高程數據用形象的方式表現出來；同時運用多媒體和三維可視化技術將圖形、圖像、文字和數據歸入統一的窗口系統下管理，使其具備虛擬、動態、交互等特徵。

　　特色：紅鵬真實三維數字地圖不一樣於其它城市虛擬仿真系統，而是利用其自身優點，從低空（300米）獲取高分辨率的航空影像。同時，高分辨率的航空影像也有助於量測出精準的城市建築的空間尺度。三維數字地圖的平均偏差不超過1.5 米。利用航空攝影測量的方式，能夠快捷、準確、低成本地構建大範圍的城市三維地圖。

尾聲

　　技術的進步和用戶需求的拉動在GIS從二維向三維的發展中起到了決定性的做用。GIS的三維時代，已經悄然來臨並普遍應用發展。隨着計算機與空間技術的進步與發展， GIS 將由各自分開獨立的系統走向兼容與集成；由二維走向三維和四維， 由單機走向網絡， 並最終走向社會和家庭。