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Gaea Explorer 平台

发布时间:2011-10-7      作者:admin      阅读次数:4212

Gaea Explorer 平台简介

    Gaea Explorer是由吉嘉伟业科技发展有限公司研发的网络环境下全球海量空间数据无缝组织、管理、可视化与仿真的软件平台。
    Gaea Explorer通过对全球海量的多数据源、多分辨率、多尺度和多时相的矢量数据、影像数据、地形数据和三维城市模型数据的高效组织、管理和可视化,从而实现任何人、任何时候、在任何地点,通过网络环境,以任意高度和任意角度动态地观察地球的任意一个角落。三维数字地图突破了传统平面地图对空间描述二维化、无要素结构和纹理信息等诸多限制,通过对真实地形、地物的三维数字化描述,提供给用户一个最接近现实世界的虚拟地理环境,并更好地提供信息支持服务。
1. 概述
    “三维数字地图”源自传统的二维数字地图概念,是将自然地形、地貌、山体、河流、道路、建筑、环境以及重大基础设施等城市自然和建设要素,通过划分最小模型单元和管理对象,进行平面、高程、结构、色彩等数字化处理,按照统一坐标无缝拼接而成的三维数字模型。与传统二维数字地图相比,三维数字地图突破了平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制,通过对真实地形、地物的三维数字化动态模拟并关联属性信息,提供给使用者一个与真实生活环境最接近的虚拟地理环境。
    由于在三维表达、分析与模拟等方面独特的直观性与丰富的信息特性,“三维数字地图”越来越广泛地应用于城市的规划与管理当中,比如城市应急反应、虚拟旅游、智能交通、电子商务、智能小区等。三维数字地图可以提供更为直观准确的信息,人们依靠自己已有的经验与理解就可以快速做出准确的空间决策。因此,世界上越来越多的三维城市模型被建立起来,比如美国芝加哥和纽约、德国斯图加特、瑞士苏黎士、奥地利维也纳、加拿大多伦多等。国内在一些城市也部分建设了示范性的三维数字(景观)模型,比如深圳、重庆、青岛、厦门、威海等。
    支撑三维数字地图的核心技术是真三维地理信息系统(3D GIS),而3D GIS与2D GIS一样,都要提供最基本的空间数据处理功能如数据获取、数据组织与管理、数据分析和可视化表现等。
    3D GIS平台建设的一个关键问题是数据管理。逼真的三维表示不仅具有多种细节层次的几何表达,还提供具有相片质感的表面描述如逼真的材质和纹理特征以及其他相关的属性信息。因此有关纹理与材质参数等也是数据库的重要内容。大量栅格数据与矢量数据的集成应用导致数据量急剧增加,“海量”一词则是对此最形象的描述,这里的“海量”是指远远超出计算机核心内存容量甚至单机硬盘存储容量的数据量。尤其是三维可视化交互的实时性要求,与传统的二维GIS相比较,三维GIS对数据组织与管理又提出了许多新的更高的要求,如:不同类型数据的一体化管理、多尺度模型(LOD)的集成应用、从数据库到三维虚拟显示的快速转换,如必须只在当前的视线范围内选择物体(金字塔或是圆锥内)和动态装载等,都要求新的数据模型和有效的空间索引机制。传统基于文件与关系数据库混合的GIS数据库管理方式由于在数据安全性、多用户操作、网络共享及数据动态更新等方面已不能满足日益增长的需要。现有的对象关系型数据库管理系统(ORDBMS)虽然还不直接支持三维空间对象,但其在保留关系数据库优点的同时,也采纳了面向对象数据库设计的某些原理,具有将结构性的数据组织成某种特定数据类型的机制,这使得它不仅能够处理3D数据的复杂关系,也能将在逻辑上需要以整体对待的数据组织成一个对象,这为三维GIS的海量数据管理提供了一条切实可行的途径。要满足三维GIS的各种实时应用需要,一方面要对多种类型、多种尺度的三维数据进行精心组织,以提供高效的数据索引机制;同时,还需要优化设计数据库管理系统,甚至要采用服务器集群和负载均衡等新技术,以提供快速的数据动态存取服务,包括网络环境下的三维交互式空间信息服务。
    随着地球空间信息技术的迅速发展,3D GIS技术广泛应用的时机已经到来。Gaea Explorer平台为适应这一发展趋势而诞生,其主要性能体现在数据组织与管理的能力、应用服务能力和三维可视化能力。Gaea Explorer提供了对海量4D数据(DEM、DOM、DLG、DRG)、地名数据、三维模型数据的前期处理与管理、三维可视化表现、空间查询与分析、数据发布的完整解决方案。它的总体目标是:
多源、多比例尺4D数据、地名、三维模型一体化管理与共享发布;
    1) 基于服务的架构,提供Gaea Explorer瓦片数据、空间数据查询、栅格数据分析、WMS与WFS服务;
    2) 支持分布式服务部署;
    3) 提供数据制作、管理、服务器配置集成工具,方便用户制作、部署及维护;
    4) 提供全球三维表现的Gaea Explorer客户端和基于WEB浏览器的客户端,具备以下功能:(1)矢量数据、地名数据符号化表现;(2)矢量数据动态栅格化显示;(3)全球多分辨率数据的无级缩放、兴趣点标注及定位;(3)矢量数据、模型数据、地名数据的查询及各种量算。
2. Gaea Explorer平台特点
    具有自主知识产权的国产软件平台
    Gaea Explorer是吉嘉伟业科技发展有限公司测绘遥感信息工程国家重点实验室集中具有计算机技术、网络技术、测绘遥感技术和地理信息系统技术等专业背景的博士后、博士组成的强大研发团队开发的具有自主知识产权的国产软件平台。而且在涉及国防、安全和国家基础空间信息等应用方面,Gaea Explorer更具有安全性和可靠性。

    支持基本的GIS功能
    支持基本的GIS数据显示、符号化、专题图、查询、分析计算。

    多源、多尺度的全球空间数据无缝组织与可视化
    Gaea Explorer不仅支持海量4D空间数据产品(DOM,DLG,DRG和DEM)的多分辨率、多尺度全球范围的组织与管理,而且有能力进行大数据量三维城市模型数据、多尺度地名数据的高效组织与管理。通过自主研发的数据索引、数据压缩、数据传输、数据多级缓存和三维可视化渲染等核心算法,实现全球范围空间数据的高效、连续多分辨率的无缝可视化。

    方便的二次开发、与业务系统的无缝集成应用
    Gaea Explorer提供基于插件、组件两种方式的二次开发,方便与用户业务无缝集成。
3. Gaea Explorer主要性能
    Gaea Explorer软件平台的主要性能主要体现在数据管理能力、应用服务能力和可视化能力等三个方面。

    数据管理能力
    支持矢量、影像、地形数据的处理。主要包括:常用格式的4D(DOM,DEM、DLG和DRG)空间数据产品。
    支持建筑物二维矢量数据加上高程信息快速生成大范围三维建筑物模型数据的处理。可以管理10万个以上三维建筑物模型。
    支持国家1:100万、1:25万等多种比例尺的地名数据的处理。

    应用服务能力
    支持符合OGC标准的WMS、WFS和WCS服务。
    提供矢量、影像、地形、地名和三维模型等数据服务。
    提供图形与属性的互相查询分析服务。
    提供空间量算、地形分析、洪水淹没和日照等空间分析服务。
    支持服务的分布式管理和调度。实现在多个服务器上部署不同类型的服务,从而支持多用户的并发访问。
    提供组件、插件等二次开发方式,实现与应用系统的无缝集成。

    可视化能力
    支持矢量、影像、地形、地名和三维模型等多种数据类型的实时可视化。
    支持基于Direx3D硬件接口的高效绘制。
    支持鼠标、键盘等多种三维场景操作模式。
    支持视景体剪裁、基于视点的LOD三维绘制算法,三维场景的浏览速度至少达到每秒20帧以上。
    支持至少6万个简单三维建筑物模型数据的绘制。

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