3sNews讯 为期两天的2012地理信息开发者大会(简称：WGDC)在北京国家会议中心举行，本次大会以“新技术、新模式、新商业”为主题，是地理信息领域最具影响力的技术性盛会，其宗旨是不断引领和促进地理信息技术的创新与变革。在第二天的“三维可视化与虚拟现实”分会场，北京东方道迩信息技术股份有限公司总经理助理周海兵发表了题为《三维地理信息技术的发展与应用》的演讲。
以下为文字实录：
非常荣幸有机会跟大家分享一下全世界和中国三维地理信息的脉络，我应该是国内最早做三维地理信息业务和技术研究。我的演讲分三个方面：一是国内外三维技术发展历程与现状;二是当前3D GIS技术应用需求到什么阶段;三是目前我们技术的特点和应用。
国内外三维技术的运用，我们首先来理解普及一下基本地图的概念。为什么会有地图呢?大家都说我们在从事地图的工作，大家有没有想过为什么会有地图?其实地图某种程度上是一种心理学的驱动。人在这个世界上有一种本能去认识自然，改造自然。因为是生存、安全和发展的本能，这是完全来自心理的驱动。在我们周边的环境，人首先怎么来描述呢?首先以地图的形式划出来，是把现实这个抽象的世界以地图的符号，比如这棵树我就先画一棵树，道路就先画一条线，来一个河流我就先画一个圆圈表达这个地图。随着人类的发展，文明的发展，有越来越丰富的地图信息，因为地图在形成和抽象的过程中，必然带来了现实世界信息的损失。所以我希望能够越来越真实的反映我真实的现实世界，传统的我们叫做电子地图可能就越来越不能够满足我越来越增长的需求，所以就产生了航片。这个照片我直接对这个地面，对这个世界来拍摄这个照片，使我能够基于这个地图上面能够得到更多的信息。也就是说，它可以提供几倍，甚至上十倍的这种信息量。但是还是不能够满足我人类认识世界闻名的发展，这就需要把现实这个世界，三维空间化还原出来。我把整个地球，整个生活的空间能够真实的还原出来，然后这才丰富了信息量，使我们能够更多的认识这个世界，改造这个世界，这是人类认知、文明发展整个的心理驱动。所以说我们从事地图这个行业，应该说是一个非常具有前途的行业。
有了地图这个基本概念的时候，我们再说一下什么叫做地理信息系统。地理信息系统有几个特点，第一管理的对象是空间信息，当然它是一个系统，所以具有空间信息的描述、输入、输出、存储、查询、交换、显示以及对内容进行分析这样一个基本的特征。地理信息就是我们说的地图，它形成的系统已经具有这么多功能，叫做地理信息系统。我们说三维地理信息系统是什么概念呢?就是基于三维地理信息系统支撑的。从未来发展的角度上来说，我刚才所描述的心理驱动，二维地理信息向三维地理信息去发展，也是为了更直观的表达我们这个真实的世界，提供更加丰富和具体的三维城市环境的模拟，来支撑我们未来的发展。所以说未来的发展，三维地理信息的发展是必然趋势。
我们再回顾一下国内外整个三维地理信息起源的历史。我们说三维地理信息起源于二十世纪末，世界上1995年第一个专注于数字地球技术研究的团队在以色列某游戏公司中脱颖而出。因为世界上第一个基于三维数字信息地球技术的专利就是来自于这家公司，而这家公司的前身是一个做游戏引擎的公司。也就是说，这个就是美国Skyline公司。在中国来说，大概也就是5年的时间，那时候我也很年轻，20多岁，我很兴奋的参加一个地理信息的发布会，当时我参加这个会议的时候就傻了，原来地理信息可以这么做，可以无限的想像它的业务空间，这是灵图做的，是中国三维地理信息的先驱。还有一个先驱就是适普公司IMGIS，这个软件平台可能大家都不知道，中国确实有这个三维软件。中国最早做的就是这两个，当然这两个现在已经不存在了后面有越来越多的软件公司，我记得我做第一个三维工程的时候就是用IMGIS，2003年，我用它来模拟三维城市规划，当时效果图非常困难，特别困难。但是某种程度上来说，我觉得也是一种充分显示。在国外1995年第一个厂商是Skyline公司，第二个公司就是Keyhole公司。
三维地理信息是怎么样成长的?VR、GIS技术共同推动了三维地理信息的发展，VR致力于仿真，首先是视觉的仿真，我们在建立一个真实的环境中，希望达到一种数据的仿真，甚至是一种位置的仿真，这是VR技术所致力的模拟。而GIS技术基于三维可视化的分析，为业务提供空间决策分析。这两个的联系就是，3DGIS是视觉仿真技术在地理信息技术上的应用发展，所以它们是互为依赖、互为支撑的一个技术。目前的发展来说，两种技术相互影响和交流，共同推动了整个3D技术的发展。我们传统的VR的平台，现在越来越基于这种真实的，并且严谨的空间参考，我们搞测绘的，搞地理信息的可以把这个叫做坐标器，在这种严厉的空间计算下，把VR这种非常高超的商业环境进行集成，来推动整个在仿真方面的需求。比如我们说OS这种开源平台的发展。另外就是GIS技术的发展，除了能够支撑这种空间数据严谨的定义和分析之外，也需要越来越精密的三维可视化的效果。所以在这样一种情况下，我要建立这种VR技术展示的能力，我要学习借鉴它的技术支撑，所以这两者共同推动了整个技术的进步。
目前阶段，当前技术的状况在国外首先是Google Earth，毫无疑问，在目前3G GIS方面是排名第一的。而且推翻了我们已有的测绘地理信息的视野，重新构建了价值，才有我们现在所讲的百度地图、腾讯地图等等这些。在以前这些传统的互联网上这些大的公司，他们可能不会关注小小的地图领域，因为它过于专业了，只有Google Earth使大家了解到，可以这么来用。另外是世界上第一个进行信息研究的厂商，他们的技术也要往三维地理信息技术厂商的角度发展。从国外来说，主要是基于OSG的引擎，是偏向于VR技术的引擎。另外就是开源代码，主要是基于3D技术的开源技术发展进行发展的。当然发展也非常迅速，现在以这两个为支撑的，现在已经进入了第二步，自己重新的发展。现在EV-Globe、GeoGlobe等等，都是比较著名的厂商。
当前三维地理信息应用的需求。我们从2005年到现在已经经历了8年的发展，首先要往更深的方向发展，我们需要不止是这种三维空间信息的展示，很漂亮。我们更需要的是基于这种三维真实地理环境下面的真实空间分析，丰富的空间分析，以支持我们的分析。我们在三维GIS这一块来说，我们说传统的GIS需要和CAD技术结合，3D GIS一样也需要设计CAD的技术，来提供这种三维模拟环境的设计，来支撑这种从设计、施工到运营全生命周期的概念。我们更需要跟业务来结合，实现面向专题业务的服务、管理以及辅助决策，这是往更深的角度去发展。另外就是往更广的角度去发展，三维地理信息所有的数据，所有的应用功能，我们希望能够更广泛的为大家所使用。要支持移动端的载体，能够更加的拓展我们三维应用的空间，而不止是一种桌面上的应用。这种是目前来说非常现实的需求。现在我们三维软件展示得很漂亮，现在大家可能已经不感兴趣了，大家首先感兴趣的，它后面到底能够支撑什么样的业务。
针对典型的应用需求又做了进一步的归纳，需要大场景的，整个结合在一起的一种整体的场景整合、显示和发布，这是第一个应用需求。第二个和具体的业务相结合，专业的三维空间分析，以支撑业务的操作。地下空间的模拟，要单独列出来，因为现在已经到了这么一个现实应用上，包括地下空间的模拟，包括地质体的模拟，这个模拟并不是说仅仅只是一种我建一个3D MAX模型，是基于数据驱动的模拟，是这样一种概念。还要支持移动设备，包括iPhone、iPad以及Android，这个希望能够支持一种跨平台的操作。我们所说的要跟智慧城市相结合，三维GIS也一样要支持云计算，要提供包括软件即是服务、云即是服务、平台即是服务、功能即是服务。三维GIS要从快速的发展支持云计算的技术，现在难以想象的技术，现在普遍的三维GIS技术都是有客户端，有插件的，都是一种插件式的技术，未来的发展，三维技术没有发展，这就是现在标准IE的模式，没插件，跨平台，不管是Windows还是苹果，还是Android，跨平台的现实都是要实现的。我们怎么来支持这种服务?要有统一的三维GIS的数据标准，甚至是服务的标准。大家知道，OTC的服务标准，到目前为止，只有二维的，有一系列的基于数据层面的服务，而没有真正的三维数据的服务。目前有人在做，而且正在做，不久的将来谁取得这个说不准，但是未来这个必须要实现。
目前来说，选择一款三维GIS里面应该考虑什么问题呢?我给大家做一个参考。包括对数据的支撑能力，特别是矢量数据。对空间数据库的操作问题，为什么要这样?因为你这样才能未来做空间交换，数据交换、数据服务以及空间分析。三维模型的支撑能力、数据的更新能力，这是平台显示和长数据，是取决于性能，在网络上传播的速度。还有全方位一体的显示技术，能否和现在主流的二维GIS的平台和现有数据资源进行整合的功能，如何支持OGC的标准，在产品体系的支持等等。如果大家充分考虑到这一点之后，你在选型的过程中，可能就会少走一些弯路。
现在讲一下我们的技术特点。我说我是国内最早从事三维技术的，研究Skyline这个软件的最初是我们的团队，因为我一直想做三维GIS技术，我很早以前是做二维GIS技术的。这几年职业定位的发展，我希望能够有前瞻性。所以我在2003年的时候，致力于想从事三维GIS技术。那个时候我首先第一个选择的项目失败了，那个期间我就想到，我们是否可以引进世界上最先进的技术来到中国发展?后来我们就联系了Skyline公司，大家都知道，目前这个公司在中国整体的战略情况，可以说是三维GIS在中国的平台地位，当然还有很多需要发展的技术。包括我说前面的现实需求，还有许多值得发展的。
现在简单描述一下Skyline和Google earth的渊源，Skyline公司是第一个做到的，Skyline公司侵犯了其在2002年晚些时候注册的第6.496.189号专利权，名为“远程陆地画面市以及飞行技能培训”，以及“在3D地图画面上显示数据方法”。Skyline也像想Google那样去发展，支持门户网站的厂商，能够用自己的技术支撑三维地球引擎。也就是说Skyline这个三维地球引擎应该说还是很不错的，一些想做门户网站的，做垂直内容应用整合的，也可以做这方面的。整个软件的模块就不展开讲了。
三维技术的发展，要把自己定位为不止是一个三维地理系统，应该是一个三维地理信息共享服务交换的平台。总的来说，首先我们说数据的来源，通过数据的处理工具，形成专业的三维数据，通过专业三维数据的发布，提交到自己的Web客户端，Web客户端的产品对它进行浏览，这个技术过程叫做专业的三维地理信息系统。因为你是一个内在封闭的，怎么打开自己的胸怀去跟别人进行那种交互呢?那就是说这个技术进来，进来之后你要通过有一个共享服务的模块，你可以把这种三维的数据变成标准的OGC的服务发布给第三方。发布给一些第三方支持，这样的话才是一个三维地理信息共享交换平台。我们三维存储的这些文件数据库的数据，目前来说可以发布OGC已有的一些服务，目前来说，三维GIS还应该更进一步的操作，如果发布三维技术标准，他就是我们目前都实现的。所以说这就需要我们中国人和世界上所有的三维GIS的同行共同要做的一件事情。有可能OGC三维技术的标准产自于中国也未尝不可。并不是所有OGC的东西我们都是跟外国人学的，我们自己好像是永远跟人家去学习。所以三维GIS的发展，我们是处于一种跨越式的发展。
我们来讲一下目前来说一些典型的应用，这些典型的应用来突出显示在现实应用中，它应该是哪些应用的特点。首先我们说叫做地理信息门户网站，全世界每个国家都在做一个内容，比如像咱们国家的地理信息门户网站，就是地理信息公共服务平台，就是天地图那个门户网站。在国外其实也有很多，我这边列了一个数字法国的门户网站，写得很清楚，因为当时还是前总统希拉克签的总统令，说我要法国的地理信息门户网站，而且一定不用Google的技术，我不希望美国的文化对法国的文化影响太深。后来全世界选型的时候，二维的技术选择了法国自己的一个地理信息厂商。另外一个三维技术产生于Skyline这么一个技术，支撑整个门户网站的应用。门户网站的应用是非常海量的空间数据。这是数字印度，印度的门户网站，这是一类需求。
我们要做一件事情必须要具有这种非常庞大海量模型的管理能力，这是我们做的上海的，大家知道，上海的管理密度。我们要具备超强的分析能力，不但具有二维的缓冲、过滤、叠加等基本的二维空间分析技术，还要具备独特的三维空间分析技术，比如捉这种坡度、坡向分析，地形分析，比如说这种污染扩散模拟分析。给大家看一个例子，这是我为大会的平台特意做的。这是一个直升机，前一段时间汶川地震的时候飞机发生坠机事件就是这样，这就是三维GIS所独特能够发挥作用的地方，二维GIS发挥不了，这是一个典型的案例。移动端的应用不多说了。
三维的设计，三维GIS怎么和CAD结合完成这个三维的设计?这是一条铁路线，首先要完成的就是这条铁路的路基设计这个时候开始起程了，后面要演示铁路线路的设计，也是一步步完成的。这是桥梁的设计、隧道的设计，每一步分步设计完成了，整个设计就全部完成了，谢谢各位!
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