3D GIS技術在國土資源信息管理中的應用

摘 要：隨著經(jīng)濟的迅速增長，我國科技也取得了一定的進步。在現(xiàn)代化建設中，國土資源信息的管理顯得尤為重要，本文針對實際情況，對國土資源信息管理中GIS技術的應用進行了探討。利用其他技術輔助，建立了一個完整的3D數(shù)據(jù)庫平臺，最后對國土資源進行整合。同時在地理信息技術上管理提出了一些意見，以供參考。

關鍵詞：GIS；Skyline；影像數(shù)據(jù)

中圖分類號：P208

1 GIS應用的重要性

為了更好地理解GIS技術在國土資源管理中的應用，本文先對GIS應用的重要性進行了探討。首先，GIS技術是與地理信息和地理信息技術相關的，地理信息和地理信息技術是存在著區(qū)別的。前者是指地球上某個位置直接，或者間接相關的目標或現(xiàn)象的信息。一方面，它要描述地理空間實體的性質以及與其它實體之間的聯(lián)系，另一方面，實體的變化狀態(tài)也需要通過它被表現(xiàn)出來。這樣，地理信息的主要特征就體現(xiàn)出來了，即時間、屬性以及空間的結合。而地理信息技術的內容相對具體，它是指一項具體的技術，包括對地理信息進地獲取、傳輸?shù)认嚓P技術。需要注意的一個條件是，地理信息技術中包括三大技術核心，它包括地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遙感，它們各自在地理信息系統(tǒng)中發(fā)揮著作用。在這個過程中，GIS是用于采集、表達、處理、檢索，分析和輸出地理信息的計算機信息系統(tǒng)，它的地位相當重要。而在3S技術中，GIS技術是地理信息處理的前提條件，相對于傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)，其存在一個明顯的優(yōu)勢，它涉及的地理信息非常廣泛。GIS又被稱為地理信息系統(tǒng)，在上個世紀就已經(jīng)誕生。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)技術日益成熟，在分析和處理海量地理數(shù)據(jù)庫問題上，他已經(jīng)成為一項通用技術。在信息時代中，它可以以全面而迅速地對地理系統(tǒng)進行空間定位和過程地動態(tài)分析，使測量工作變得簡單。但是，它也存在一定的局限性，GIS軟件操作和使用相對而言比較復雜，因此，在國土資源管理中的應用并不廣泛，僅僅以制圖為核心，沒有涉及大的技術操作。

在過去，人們對于國土資源的管理主要采用Mapinfo、MapGIS、ArcGIS等地理信息系統(tǒng)軟件，輔助一些數(shù)據(jù)庫來進行管理。這個數(shù)據(jù)庫的內容相對較多，具體包括：土地利用矢量數(shù)據(jù)DLG、土地利用更新調查所用的航片數(shù)據(jù)DOM等數(shù)據(jù)，只有利用好這些數(shù)據(jù)，才能確保管理更加科學和合理。同時，國土資源的管理還存在一些相同點，那就是對其所擅長的矢量分析能夠進行操作和訪問，得出更加準確的數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)不能直接看出來，它是要通過計算才能得出結果。為了能夠直觀地了解地圖，我們可以在系統(tǒng)中疊加顯示影像數(shù)據(jù)時，這樣數(shù)據(jù)就可以直接看出來，但是這存在著一個缺陷，那就是影響了系統(tǒng)的運行速度，這樣會導致系統(tǒng)瀏覽出現(xiàn)問題。同時，在近幾年來，我國加快了國土資源信息化建設，部分市縣測量出了覆蓋整個市縣的影像數(shù)據(jù)，便于國土資源的管理。一旦這些數(shù)據(jù)被要求能夠直觀地看出來，必須通過文件的方式存儲在電腦中。因此，3D GIS技術得到了大力發(fā)展，取得了突破性進展，對于大量的影像數(shù)據(jù)處理起來靈活自如，同時，它的效果十分樂觀，直觀、生動。

這些技術在20世紀末得到了廣泛的應用。由于在20世紀中期PC的普及以及網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)，GI軟件模式發(fā)生了根本性的變革，這個軟件變得相當靈活，可以與業(yè)務系統(tǒng)相結合，將資源管理得恰當、合理。在國土資源管理的應用中標，它能夠把國土資源空間地圖數(shù)據(jù)存儲在關系數(shù)據(jù)庫中，這些技術可以監(jiān)管國土資源的政策的實施。

2 3D GIS技術的內涵

由于地理信息技術的不斷進步，一些企業(yè)在資源管理方面探索出了新的平臺。一些像Google Earth、Skyline為代表的3D GIS技術應用平臺就是例子。需要指出的是，Skyline是的應用領域是最廣泛的，它的應用涉及到海外。具體來說，Skyline是由三個相互獨立的子系統(tǒng)構成，這些系統(tǒng)是：Terra-Builder、Terra Explorer Pro、Terra Gate，它們的作用各不相同。這三個子系統(tǒng)，可以收集不同的信息，并且快速的將其整合起來，最后分發(fā)到各個用戶。下面對這3個子系統(tǒng)進行了介紹。

（1）Terra Builder

這是一個容納信息的系統(tǒng)，它收集了大量的影像、高程和矢量數(shù)據(jù)，目的是為了創(chuàng)建一個精確坐標的模型地形數(shù)據(jù)庫，這個模型是立體的。

（2）Terra Explorer

這僅僅是一個桌面程序，主要功能是提供用戶瀏覽分析空間數(shù)據(jù)的捷徑，。同時，這個程序還需要滿足一個條件，用戶必須可以對其進行編輯。如一些簡單的操作：添加二維或者三維的物體、瀏覽路徑、場景以及地理信息文件。最后的得出的結果可以在網(wǎng)絡上發(fā)布，達到資源共享的目的。

（3）Terra Developer

這個系統(tǒng)是Terra Explorer家族中的一款新產品，它的功能是定制客戶不同的需求。在本課題的研究中，將利用Terra Builder建立3D地形數(shù)據(jù)庫平臺，并且利用Terra Explorer添加或者導入專題信息，最后利用Terra Developer實現(xiàn)應用系統(tǒng)開發(fā)。這是為了使三者有機結合，將地理信息系統(tǒng)充分利用好。

3 基于3D的GIS國土資源信息管理系統(tǒng)建立及應用

3.1 3D平臺建立

3D地形數(shù)據(jù)庫平臺是3D GIS技術應用的前提條件，沒有平臺的建立，就無法應用這項技術。在之前已經(jīng)提到過，Terr a Builder是用于融合大量的影像、高程和矢量數(shù)據(jù)，它的功能十分強大，進而我們可以創(chuàng)建一個模型，這個模型是立體的，并且對于他的準確度也有一定的要求。由于它的數(shù)據(jù)庫比較多，所以其具備的處理能力以及壓縮能力相對于一般的地理系統(tǒng)而言，相對較高。在此過程中，通過疊加航片、數(shù)字高程模型以及各種矢量地理數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)，創(chuàng)建海量3D地形數(shù)據(jù)庫就比較容易了。同時，它還還支持多種輸入數(shù)據(jù)格式，構建最終的海量地形數(shù)據(jù)庫，可以模擬出各種場景。以下是3D平臺制作流程如圖1所示：

圖1 3D平臺制作流程

3D平臺實現(xiàn)步驟：

（1）首先是要獲取影響以及數(shù)據(jù)這是工作的基礎；

（2）接著需要將影像或者航片數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)甚至矢量數(shù)據(jù)添加到TerraBuilder中，這個環(huán)節(jié)需要利用一些工具對原始的影像進行處理；

（3）將影像或者航片數(shù)據(jù)和DEM 數(shù)據(jù)進行融合，達到兩者的統(tǒng)一；

（4）創(chuàng)建一個完整的數(shù)據(jù)庫，并且導入Terra Explorer Pro，進行最后的制作。

3.2 國土專題信息添加

為了在3D GIS技術上使國土資源的管理接近生活化，必須在3D平臺上創(chuàng)建一個平臺，并且設置日常專題。專題信息的方式不是單一的，主要存在以下2種：一是在Terra Explorer Pro子系統(tǒng)中手動添加并且附加屬性；另一種則是直接導入數(shù)據(jù)。對這兩種方式，本文進行了具體的介紹。

（1）在Terra Explorer Pro子系統(tǒng)中手工添加。舉一個簡單的例子——開發(fā)復墾。在這個過程中，可以在3D平臺的基礎上增加灘涂、裸土地等未利用的土地，和造成土地破壞的信息。在以前，接受一個任務，根據(jù)二維圖形初審后，還要進行現(xiàn)場檢驗，觀察期是否達到標準。一旦滿足則在圖上畫范圍線，接著會自動生成一張清晰的圖表，各種信息就很清楚地呈現(xiàn)出來了?，F(xiàn)在，利用3D平臺之后，可以省略掉一些不必要的程序，只要圖像稍微清晰，就不用現(xiàn)場檢查了。可以直接利用三維平臺進行審查，減少外業(yè)工作量。

（2）直接導入專題數(shù)據(jù)。這里存在一個簡單的范例——導入礦產資源管理信息為例。在Terra Explorer Pro子系統(tǒng)中自己解決載入文件，比如一些圖表和數(shù)據(jù)；

（3）GIS國土資源應用系統(tǒng)實現(xiàn)。在本課題中，采用Terra Developer技術應用在國土資源信息管理中已經(jīng)被實踐證實。Terra Developer以ActiveX控件形式提為了客戶提供不同的功能。在集成Terra Explorer Pro軟件系統(tǒng)中，它的全部功能以及國土資源信息管理中的業(yè)務功能，開發(fā)用戶自己的3D可視化應用系統(tǒng)。其應用界面如圖2所示。

圖2 3D GIS技術在國土資源信息管理中的應用

4 結束語

目前，地理信息技術的應用隨著實際狀況在不斷改進，但是它的發(fā)展方向還是非?？捎^的，已經(jīng)被我國的絕大部分采用。技術人員應該提升自身素質，加強對地理信息系統(tǒng)方面的研究，促進我國國土資源的管理建設。

參考文獻：

[1]韓宇.GIS技術在國土資源執(zhí)法監(jiān)察工作中的應用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014（02）.

[2]傅為華，劉俊領.基于GIS的土地規(guī)劃出讓信息管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息，2012.

[3]楊懷鋒.小荷才露尖尖角——記清豐縣大流國土中心所[J].資源導刊，2007.

作者簡介：鮑月玲（1974-），女，河北人，本科，高級工程師，主要從事國土、房產、計算機軟件、管理方向的研究。

作者單位：天津市房地產經(jīng)濟技術信息中心，天津 300199