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新一代三维GIS技术白皮书v1.0.pdf简介：

新一代三维GIS技术白皮书v1.0.pdf部分内容预览：

SuperMap超图研究院1.3.新一代三维 GIS 产品体系SuperMap以二三维GIS内核为基础，研发了全系列三维GIS软件产品体系，主要包括三维云GIS服务器、三维边缘服务器以及支持多类型三维客户端APP与SDK等。其中SuperMapiSever主要实现对三维服务的发布与管理；SuperMapiPortal提供对三维资源的整合与分享；SuperMapiEdge提供三维相关的边缘计算、服务代理；SuperMapiDesktop主要提供三维场景的构建、数据处理等；同时也提供了针对桌面端、Web端、移动端的三维SDK和API。*支持三维能力三维支持Linux云GIS服务器SuperMap iServeSuperMap iManage边缘GIS服务器边缘GIS服务器PC端GISerMapiObjectsJavaWeb端GIS移动端GISects .NETerMap iDesktop.NETMap iClient3D for Plugin图SuperMapGIS9D（2019）全系列产品SuperMap三维地理设计模块（3DDesigner）是SuperMapiDesktop桌面产品和SuperMapiObject.NET/JAVA组件端产品的扩展模块，同时也支持iServer的三维服务扩展，主要用于实现对各类数据的处理、构建大规模三维场景，为不同终端和不同行业挖掘数据价值提供服务。在实际应用中，3DDesigner不仅可以进行海量三维数据处理，而且可以构建大规模三维场景，解决了GIS应用底层数据处理环节的各种疑难问题，有效缩短项目的建设周期。目前，3DDesigner支持构建三维体数据，可进行三维数据的空间关系判断、空间运算、空间分析；支持多源数据融合及三维规则建模；支持修改海量地形、倾斜摄影、激光点云、BIM等三维数据和修改结果的实时预览，并可以对历史修改记录进行管理，即支持查看、回滚历史数据；支持生成可高效发布和浏览的三维切片缓存、KML以及可供3D打印的STL三维等。9

1.4.新一代三维 GIS 技术优势

SuperMap历经十余年的不断创新，攻克了诸多技术难题，推出了新一代三 维GIS技术体系GBT 3876-2017标准下载，研发了SuperMapGIS全系列三维产品。新一代三维GIS技术 也提供了诸多关键技术优势

1.4.1.新一代三维GIS产品体系

自主研发了我国首款以标准C++语言构建的跨平台三维GIS内核，实现了二 三维一体化的数据、数据存储与管理、可视化与空间分析等技术，并形成了 人GIS服务器到桌面端、浏览器端、移动端的全系列新一代三维GIS基础平台 软件，包括：服务器产品SuperMapiSever，门户产品SuperMapiPortal，边缘计 算产品SuperMapiEdge，组件产品SuperMapiObjectsC++/Java，桌面产品 SuperMapiDesktop.Net/Java，移动产品SuperMapiMobile/iTablet，以及结合 WebGL技术的Web端产品SuperMapiClient3DforWebGL和SuperMapiEarth。 同时，SuperMap也提供了支持三维的服务器、桌面以及组件端、移动端， Web端的跨平台产品支持，有力支撑了空间信息化建设的自主可控

1.4.2.全空间表达的三维数据

SuperMap在点、线、面、栅格、TIN、网络等传统GIS二三维数据的基 出上，扩展和定义了三维体数据、不规则四面体网格（TIM）和体元栅格等 场，推动三维GIS实现空天／地表／地下一体化表达，赋能全空间的三维 GIS应用。 在二三维一体化数据基础上，提出了三维体数据，解决了对离散 匀质的三维实体空间的表达与分析的难题；提出了三维场数据（TIM和体元 珊格），解决了对连续、非匀质的三维空间的表达与分析的难题。从GIS基础平 台软件内核层面实现了空间数据从二维到三维全面升维：从点、线、面升维 到三维体；从网络升维到三维网络；从TIN升维到TIM；从栅格升维到体元栅 落。形成了涵盖离散对象、连续空间的完整的空间数据体系，实现了对现实 世界的全空间表达。完善了三维 GIS 理论体系，推动了三维 GIS 向更深层次

更加实用的方向发展，扩展了三维GIS的内涵及外延。

1.4.3.虚拟动态单体化技术

SuperMap提出了虚拟动态单体化方法，在可视化层面，采用阴影体绘制技 术将量底面附着绘制在倾斜摄影建模、激光点云数据表面，在不切割数据的情 况下，实现了倾斜摄影建模、激光点云数据的单体化表达；在数据层面，实现了 天量底面数据与倾斜摄影建模、激光点云数据的动态关联，不仅便于数据更新 而且可以借助于矢量底面的属性查询和空间查询能力，实现了倾斜摄影建模、激 光点云数据与业务数据相关联，解决了倾斜摄影建模、激光点云数据在GIS中应 用的难题，有效推动了倾斜摄影建模、激光点云数据在测绘、规划、智慧城市等 行业的广泛应用

1.4.4.符号化三维建模技术

通过三维符号化技术，实现了点、线、面要素在三维场景中的快速构建与可 视化表达，解决了海量点、线、面要素在三维场景中真实再现的问题，有效提高 了基础测绘数据资产的利用率，降低了三维数据的建模成本，

1.4.5.多源数据融合技术

SuperMapGIS提供了倾斜摄影数据的全流程解决方案，提供倾斜摄影建模 数据的虚拟动态单体化技术，解决了倾斜摄影建模数据无法直接对象化查询和管 理的难题；率先突破了TB级倾斜摄影建模数据在三维GIS平台原生加载、动态 坐标转换、实时煊染等关键技术。 SuperMapGIS实现了高精度激光点云数据的快速加载与流畅显示，同时支 持点云的单体化查询、量测及设置颜色表等功能，满足广大用户的应用需求 同时联合合作伙伴，研发了Revit、Bentley、CATIA三款BIM设计软件的数 据导出插件，同时支持Civil3D、PKPM（建研院）和BIM交换格式IFC等数据 格式的接入，研发了BIM与GIS数据厘米级精准匹配、百方级以上BIM的 实时绘制、BIM的空间分析等关键技术。提供完善的BIM+GIS能力支持助

力城市设计和CIM建设。 SuperMap对倾斜摄影、BIM、精模、点云、矢量、地下管线、地形、动 态水面、场等多源数据进行融合，最终形成了Spatial3DModel（S3M）三维 空间数据规范，突破了大规模三维数据在B/S下传输和解析的技术瓶颈，为不同 应用系统间的三维空间数据共享和互操作提供了开放、标准、通用的数据基础 推动了多源异构的三维数据融合，同时兼容多种软硬件环境，大幅降低了三维 GIS应用系统的建设、管理和运维成本。

JJG 1025-2007 恒定加力速度建筑材料试验机检定规程1.4.6. 高性能三维 GIS 技术

研发了解决全球尺度的多分辨率表达，以及空间数据在数字地球上的管理调 度等关键问题的三维地球引擎。研发了若干提高染性能的技术，主要包括：渣 染引擎技术；LOD技术；批量染技术；纹理压缩技术。研发了基于GPU加速的 相对视点的渣染技术（RenderRelativeToEyeUsingGPU），解决了大规模场 景谊染精度不足的难题。 研发了具备实时分析、即时完成、导出结果的三维空间分析能力，在三维场 景中可实时展示三维空间分析可视化效果，并支持导出三维空间分析结果进行 次空间分析

第二章 二三维数据

空间数据是地理信息系统对现实世界地理空间实体、现象以及它们之间 相互关系的认识和理解，是现实世界在计算机中的抽象与表达，GIS空间数据模 型从概念上可以分为三类，第一类是对象，用来描述离散空间的要素；第二 类是网络，用来描述对象之间的连接关系；第三类是场，用来描述空间 中连续分布的现象或者要素。其中，对象主要包括二维的点、线、面和三维 的点、线、面、体；场包括描述二维连续空间的栅格、TIN和 描述三维连续空间的体元栅格、TIM；网络包括二维网络和三维网 络。

SuperMap超图研究院二维点、线、面对象三维点、线、面、体?TIN连续表面栅格数据场TIM连续三维空间体元栅格X二维网络网络三维网络图二三维数据2.1.二三维数据2.1.1.二维点线面在二维对象中，点是零维形状的，二维点数据存储为单个的带有属性值的x，y坐标，例如在小比例尺表达一座房子；线是一维形状的，二维线对象存储为一系列有序的带有属性值的x，y坐标对，例如表达一条二维道路；二维面是二维形状的，二维面对象存储为一系列有序的带有属性值的x，y坐标对，最后一个点的坐标必须与第一个点的坐标相同，从而描述由一系列线段围绕而成的一个封闭的具有一定面积的地理要素，例如表达一个二维园区。2.1.2.三维点线面在三维对象中，点是零维形状的，三维点数据存储为单个的带有属性值的x，y，z坐标，例如表达坐落在山上的一棵树（具有高程）；线是一维形状的，三维线对象存储为一系列有序的带有属性值的x，y，z坐标串，例如表达一条环山的道路；三维面对象存储为一系列有序的带有属性值的x，y，z坐标串，最后一个点的坐标必须与第一个点的坐标相同，从而描述由一系列线段围绕而成的一个封闭的具有一定面积的地理要素，如表示坐落在山上的湖泊。13

SuperMap超图研究院2.1.3.三维体三维体通过拓扑闭合、高精度的三角网表示三维实体对象，常用来表达离散的三维实体对象。三维体数据采用半边结构对三角网的各顶点和边的拓扑结构进行描述（如下图）。三维体对象通过交、并、差等布尔运算后，也是拓扑闭合的，仍然是三维体；支持计算的体积、表面积《变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则 GB/T 21209-2007》，截取的任意剖面；支持三维空间关系判断、布尔运算、空间分析；支持3D打印。反向边率边图三角网拓扑结构描述三维体数据可以用来表达房屋、地质体等现实中存在的事物，也可以用来表达抽象的三维空间。例如，用三维体表达建筑在三维空间中的阴影范围，定义为阴影体，通过分析临近建筑的窗户和阴影体的空间关系，可以判断临近建筑是否被影响了采光；还可以用三维体表达摄像头在三维空间的监控范围，判断三维对象在可视域范围的可见性；可以将分析得到的城市天际线，构建一个三维的限高体，用来管理城市待建的建筑是否影响了天际线；也可以表达雷达扫描的三维空间等。支持构建阴影体、天际线限高体、可视域体、拉伸体、三维几何体、凸包、地质体等三维体数据，提高了三维GIS的空间分析能力，推动了三维GIS向深度实用方向发展。14