三维GIS应用前景探讨

摘 要：随着移动设备的普及，GIS产业发展越来越快，它所伸出的触角正慢慢的遍及各行各业。作为GIS技术中比较重要的一环，三维GIS技术的发展前景是比较引人注目的。目前的大数据，云计算，容器，物联网，车联网，VR，AR，MR，AI，BI，游戏，电影等等一系列行业，都将在三维GIS技术的参与下焕发出别样光彩。本文阐述了作者对于三维GIS技术的发展及应用前景的想法与思考。

关键词：三维GIS，游戏，地图生成&渲染，电影，AR，VR，MR，AI

0 引言&背景

自2011年小米发布第一台小米手机开始，中国进入移动互联网时代，短短数年，移动设备的普及让一些我们之前想都不敢想的事情变成了现实。这对于三维GIS同样也是机遇。很多移动APP对于三维图像有需求，以往的平面化的呈现方式被3D形式所取代。同样的事情也发生在桌面端。总之，三维GIS的前景正变得越来越广阔。下面我们就来探讨一下，三维GIS的应用前景。

1 三维GIS与游戏

游戏产业是一个高利润率产业，典型的例子就是手游端的王者荣耀和桌面端的英雄联盟以及绝地求生。显然，以上这三个超高盈利的游戏都是三维建模的产物。类似的还有坦克世界，穿越火线等等。可以说，三维建模类游戏已是主流游戏类型。这些游戏往往都是基于一个地图，然后每个点或个体都有相应的位置。对于GIS来说，只要有位置信息，就可以建立地图媒介进行展示，将GIS空间分析，符号化渲染等进行应用。所以，我认为，三维GIS在游戏领域完全有用武之地。举个例子，如某个射击类游戏需要一个北京故宫的地图，那么我们只要运用三维激光雷达进行扫描，得到数据后建模即可，从而实现地图生成与渲染。三维激光雷达的扫描速度非常快，点阵密集，在细节上完全可以实现还原。因此，我认为，在一些需要现实场景的游戏中，对三维GIS将会有很大的需求。同样，对于那些有非现实场景的游戏，三维GIS技术将会扮演重要角色。

2 三维GIS与电影

与游戏的需求相同的是，现在的很多电影在拍摄时往往需要到一些著名景点拍摄，但是这样的话，所需的场地费用十分巨大。若出现对场地环境造成一些损坏的操作，那么费用更高。因此可以把三维GIS与特效结合起来。首先三维GIS实地获取数据，建模生成场景，然后结合电影特效所需的绿幕摄影，将人物活动添加入模型中。这样就不需要亲自在现场拍摄。并且，由于三维GIS所采用的数据是可以重复利用的，所以费用会更加低廉。那么，也许有人会问，如果需要一些非现实的场景呢？事实上，对于三维GIS来说，非现实场景完全可以设计出来。我们都知道，三维激光雷达采集的数据是点数据，即该点的空间位置，色彩。所以，只要在特定位置增加点位即可，这个思路实际上和各个游戏引擎的设计完全一致，只不过三维GIS具备更强大的空间分析处理的功能。因此在将人物添加入非现实的场景时，基于三维GIS的场景引擎可以更好的计算光照，阴影等环境因素，更好的处理动态人物与周围环境的切合。甚至，通过三维GIS技术设计的虚拟场景将具备更真实的效果，甚至完全实现“实景”拍摄。

3 三维GIS与AR，AR，MR

VR，即虚拟现实技术。AR，即增强现实技术。MR，即混合现实或者融合现实。我认为，尽管需求上稍微有差别，但是总体而言三维GIS对于以上三种技术都是不可或缺的。

因为以上三种技术有一个共同特点都是，需要对人这个个体，进行空间定位与空间分析。并且，它们对于场景的细节，比如光影，树的摇动，人眼对于物体位置的距离感，以及各种物体的纹理等等，都有很高的要求。简单说就是，纹理越精细越好，光影越真实越好，人眼对于物体所感受的距离感越真实越好。三维GIS在这些方面显然具有天然优势，因为三维GIS从诞生开始就主要是来进行真实世界的建模。它的目的就是让用户从桌面或移动设备上能够真实了解某地的地理情况。实际上，随着移动设备性能的提高，价格的降低，VR设备，AR设备越来越普及，人们对于有限的VR，AR，乃至MR资源的需求越来越大。這本身就是一个巨大的市场。比如阿里巴巴提出的，在天猫实现虚拟的服装店，只要用户把VR设备连上网络，就可以通过进入虚拟服装店来实现在线试衣的操作，有效避免衣服买回不合身的问题。同样，我想，我们完全可以用三维GIS对一些城市进行采集数据，然后建模形成虚拟城市，进行虚拟游览。这绝对是一个巨大的市场。

4 三维GIS与AI

AI，即人工智能。作为时下比较热门的话题，AI一直是人类的梦想。现在很多公司都推出了自己的AI产品，比如特斯拉汽车的自动驾驶，京东无人机的自动派送快递，乃至自动派送外卖。以上这几个项目都与三维GIS有很大的关联，因为AI在实现的过程中都需要对周遭的物体做出相应的反应，由此产生的空间定位，空间分析的处理过程恰恰是三维GIS的所具有的能力。比如无人驾驶汽车，首先是遍布车体的摄像头采集数据，然后基于点阵建模，之后对车体和物体之间的距离进行测算，估计对方的运行轨迹，然后对作出合理的判断，避免与对方碰撞。这些计算过程都需要三维GIS的参与。因此，我认为，在AI项目上，三维GIS可以有长足的发展。

5 总结

纵观历史，一个事物的兴衰往往与其自身价值是否的得到实现有关。有的事物被新事物取代了，其就会慢慢消亡。有的事物由于是无法取代的，所以一直存在着。作为一个新兴的产业，我认为三维GIS具有极其广阔的发展前景，它能够涉足的行业非常众多，而自身的价值就目前来看是不可取代的。但是，它的实际应用的潜力还没有发掘透彻，我相信，随着时光的流逝，它会在游戏，电影，VR，AR，MR，以及AI等众多行业发挥出它的巨大作用。

参考文献：

[1]GISEarth.从事GIS开发多年，2017年对GIS行业的心得，尤其对三维GIS的理解[EB/OL].CSDN博客.2017-02-13.http：//blog.csdn.net/happyduoduo1/article/details/55051626.

[2]冯振华，李濛.新一代三维GIS关键技术研究与实践[DB/CD].测绘与空间地理信息，2017-10，（40）；85-86.

作者简介：

贺臻（1995.07-）性别男，民族汉，籍贯河南洛阳偃师市，身份证号：410381199507080516，郑州大学本科，研究方向：地理信息科学