導(dǎo)語：三維GIS設(shè)計(jì)管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

在測繪和地測管理上隨著AUTOCAD和MAPGIS的引入，和中國GIS軟件的蓬勃發(fā)展，總認(rèn)為在三維或四維操作上有些不足，AUTOCAD在二維操作上很好相當(dāng)完善，在三維操作上比較麻煩，它的圖元也有點(diǎn)、線、面和規(guī)則立體元素實(shí)體（立方體、球、圓環(huán)等），實(shí)現(xiàn)規(guī)則圖形沒有問題，但是大量數(shù)據(jù)的不規(guī)則形體如：DEM、任意形狀的凹面體、凸面體的表述沒有實(shí)現(xiàn)。如果使用三角剖分實(shí)現(xiàn)的DEM，需要AUTOCAD的二次開發(fā)或LISP或VB宏，開發(fā)工作量很大。做CAD的二次開發(fā)束縛了軟件的功能，往往感覺功能拓展很困難，陷入了困境，甚至背離程序開發(fā)的初衷。另外CAD在三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到二維屏幕坐標(biāo)，實(shí)體渲染，三維捕捉功能，這三項(xiàng)沒有很好地統(tǒng)一起來，在三維操作上不是很直觀，合乎人眼的習(xí)慣。現(xiàn)在在gis領(lǐng)域已經(jīng)朝向三維方面發(fā)展，如2.5維DEM模型，現(xiàn)在就需要一種軟件，它能三維顯示的形體上進(jìn)行操作，包括實(shí)體的編輯和屬性查詢，這樣能夠解決大量數(shù)據(jù)的錄入，編輯的工作量問題，方便GIS數(shù)據(jù)的更新。CAD如此流行給我們的啟示是因?yàn)樗亩S操作功能強(qiáng)大，出圖方便，針對(duì)某一領(lǐng)域的，再次一點(diǎn)的是它的二次開發(fā)功能，所以CAD更多代替了手工制圖和簡單的計(jì)算，機(jī)械制圖應(yīng)用最好。在三維形體的操作上至少存在一種以上的方法，CAD在規(guī)則的三維形體有很好的實(shí)現(xiàn)方法，但是不能滿足不規(guī)則形體的造型功能。隨著對(duì)圖形研究上的深入，用點(diǎn)、線、面、四面體，為基本體素的研究已經(jīng)開展起來。實(shí)現(xiàn)的方法也多種多樣，對(duì)不同的自動(dòng)生成圖形的需要，采用特殊生成算法，三角剖分實(shí)現(xiàn)的DEM就是這樣。三維GIS的思想應(yīng)運(yùn)而生。三維立體操作是指，顯示器上顯示的是立體圖，在縮放、平移、旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作平面也隨著改變，屏幕上的點(diǎn)投影到工作面上的坐標(biāo)也隨著改變，屏幕上的點(diǎn)與三維空間坐標(biāo)存在一對(duì)多的關(guān)系。通過縮放、平移、旋轉(zhuǎn)，透明繪制可以使三維空間坐標(biāo)一個(gè)點(diǎn)投影到屏幕上來變成一對(duì)一的關(guān)系。（所見即所得），這就是三維操作需要解決的問題，我要編輯的實(shí)體，它的左右，前后在縮放、平移、旋轉(zhuǎn)的過程中都能看到，澳大利亞的金康軟件不就是這樣的嗎？

應(yīng)用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：三角剖分是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地面模型DEM和以任意面為基準(zhǔn)面實(shí)體表面模型的基礎(chǔ)。曲線是以弦長為參數(shù)的三維B樣條曲線，四面體是構(gòu)成凸多面實(shí)體的最小單位，實(shí)體的封閉性檢查用歐拉幾何運(yùn)算。三角形是構(gòu)成表面的最小單位。四面體是任何不規(guī)則實(shí)體最小單位，這樣在測繪和地測中的所有不規(guī)則圖形都可以用點(diǎn)、線、面來描述，還可以加上第四維的屬性。這樣軟件的應(yīng)用就有普遍的意義，定制一些功能很方便。用點(diǎn)、線、面、四面體為構(gòu)成圖形或?qū)嶓w的基本元素，以成熟的數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)圖形基本的三維交互操作，開發(fā)基本的三維功能庫函數(shù)，便于特殊圖形的快速開發(fā)的需要以及圖形的第四維屬性功能開發(fā)的需要。

實(shí)現(xiàn)的基本交互功能：導(dǎo)入數(shù)據(jù)功能，由EXCEL導(dǎo)入規(guī)定格式的數(shù)據(jù)，三角剖分自動(dòng)實(shí)現(xiàn)DEM模型，展點(diǎn)，三維多線段，三維B樣條曲線，特殊圖形：巷道模型，鉆孔模型（包括樣槽），這些都從EXCEL表格中導(dǎo)入。繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)（四個(gè)箭頭鍵、home、end），旋轉(zhuǎn)中心是XYZ軸的交點(diǎn)。放大（+，-鍵），近大遠(yuǎn)小的效果，平移，是Z＝0的前截面的屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為模型空間的三軸的偏移。捕捉功能是三維操作的必備功能，它是三維操作的方向標(biāo)，散點(diǎn)、線端點(diǎn)、線上點(diǎn)、面的頂點(diǎn)、面的邊界點(diǎn)，點(diǎn)到線的垂足，點(diǎn)到面的垂足捕捉及提示。選擇工作平面：1、三個(gè)點(diǎn)決定的平面，2、面模型中的一個(gè)三角形，3、一個(gè)點(diǎn)和傾向及傾角，4、兩個(gè)二維點(diǎn)確定的走向（在Z＝0的XOY平面上）和傾角，5、兩個(gè)三維點(diǎn)（可以確定“側(cè)俯“或不垂直于XOY面的任意面傾向和傾角）。所有鼠標(biāo)輸入的點(diǎn)，如果沒有捕捉到其它點(diǎn)，都在工作平面內(nèi)。工具條命令有點(diǎn)、三維多線段，三維B樣條曲線、輸入數(shù)據(jù)（導(dǎo)入數(shù)據(jù)功能）、范圍縮放（全部顯示所有，中心改變），以任意面為基準(zhǔn)面三角剖分實(shí)現(xiàn)表面模型。由至少兩條封閉三維多線段組成環(huán)形面，巷道，鉆孔，一個(gè)或多個(gè)面模型組成凸凹體模型，體模型的交、叉、并運(yùn)算、（可滿足～損失、貧化計(jì)算和其它計(jì)算），任意剖面，以工作面為參考的前視圖和后視圖，屬性查詢和修改（在屬性窗口中）。使用層的概念：可見/不可見、鎖定/解鎖，使用的繪制屬性有：顏色、線型、線寬、材質(zhì)。接口有輸出.DXF的CAD文件，EXCEL文件

開發(fā)環(huán)境：VC++，使用OPENGL庫

軟件優(yōu)點(diǎn)：解決了二維顯示屏幕上進(jìn)行三維操作的難題，避開了CAD中使用坐標(biāo)系的概念，所見即所得，使操作簡單、形象，使用OPENGL透視投影，使圖形立體感更強(qiáng)。采用動(dòng)態(tài)平衡二叉樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，靈活運(yùn)用指針，使軟件運(yùn)行時(shí)CPU占用率更小，速度更快。