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随着GIS向网络化、三维可视化方向快速发展，逐渐形成了对网络三维GIS的研究，网络三维GIS已经成为当今GIS研究领域的一个热点。网络三维GIS主要是利用虚拟现实和可视化技术构建网络环境下的、可动态交互的虚拟三维环境，并对互联网上丰富繁杂的地理信息进行管理、利用，实现真正的、开放式的地理信息共享[1]。
目前通过网络三维GIS系统发布三维图形大多采用如下的方式：通过在服务器端预先将数据按照等级组织形成一个多分辨率的层次结构，客户端则根据当前的浏览尺度和视点信息请求相关级别与相关位置的数据[2]。这种方案的优势在于获取数据速度快，但是数据被分成有限等级，具有很大的局限性，不能全方位地来浏览一个场景，显示效果不够理想。同时，网络三维GIS也是当今GIS研究领域的一个难点，目前由于网络带宽的限制，基于互联网的三维图形显示技术不够成熟，真三维显示系统研发成本过高以及缺乏三维特色空间分析功能等因素，网络三维GIS正处在一个研究发展阶段，应用范围不够广泛。
针对面向互联网的三维GIS目前存在的可视化效果不够逼真、缺乏三维空间特色分析功能等一系列问题，在本文中，作者研究了基于浏览器在任意视点、任意浏览尺度来浏览真三维场景，并基于当前三维场景进行查询与分析、建模。本文采用了基于三维浏览器插件的三层B/S体系架构，利用Microsoft ActiveX控件技术，基于MAPGIS-TDE平台研究了面向互联网的三维可视化与分析的一系列关键技术，包括基于互联网的数据获取、大规模三维地形的可视化、大规模地表三维景观的实时可视化、三维标注网络发布、三维特色GIS空间分析功能等。论文的主要工作如下：
1)总体框架设计
为研究面向互联网的三维地理空间数据的可视化与分析，本文采用了基于三维浏览器插件的三层B/S体系结构，分为客户端、应用服务器、数据服务器三大部分。其中，客户端插件基于MAPGIS三维渲染引擎进行研究开发，而服务器端则采用了MAPGIS基础数据管理工具以及部分分析功能模块。本文了解了MAPGIS三维平台的特点，并研究了基于其进行研发的优势。并就本文总体框架设计的三大部分各自必须具有的功能模块进行了分析，理清了基于此方案的系统工作流程。
2)三维实时可视化
网络三维的服务应用目前仍集中在虚拟展示方面，本文也就面向互联网的三维可视化进行了研究。本文采用了一系列关键技术用于基于互联网的三维地理空间数据的可视化研究与实现，包括中间数据格式、多线程异步传输、压缩技术、数据缓存、数据裁剪、多细节层次技术、多线程异步数据加载、请求预测等。具体到研究对象，包括三维地形模型、二维矢量数据、三维地表景观、三维标注等。为了在全球范围内来表现三维地形，本文利用基于经纬度的全球地形格网来构造地形格网模型，并利用纹理映射技术叠加遥感影像与二维矢量数据来提高地形的真实性；采用了多分辨率金字塔模型与瓦片四叉树数据结构来管理、调度地形数据；在地形的可视化方面则参考了NASA World Wind。作者利用多线程技术从景观建模、数据传输、数据加载与绘制等角度研究了大规模3D精细物体模型的实时可视化。通过发布二维注记数据来构建客户端三维标注实现了数据重用，三维标注在线编辑与本地保存工具则为用户提供了更多个性化的标注功能。
3)三维空间特色分析功能
基于虚拟现实技术的三维GIS缺乏高端分析功能，这个问题在网络三维服务中尤其突出。作为本文的一个研究特色，本文利用现在流行的插件体系实现了简单的基于客户端当前场景数据的查询与分析功能。此外，数据中心服务器功能仓库提供了一些复杂的GIS特色三维分析建模功能，本文按照基于互联网的空间分析方案部署了几个复杂的空间分析与建模功能，客户端通过http请求选择分析或建模功能，在得到建模结果后按照可视化流程自动将建模结果进行下载显示。
4)系统应用与总结
作者基于本文研究开发了一个网络三维GIS系统原型实例并进行了测试，将相关实验系统与城市地表景观、城市地质等应用实例进行了展示。最后，总结了本文已完成的研究工作与不足，并就下一步计划进行了展望。