500年前，葡萄牙著名的航海家和探險家麥哲倫從西班牙出發(fā)，繞過南美洲，發(fā)現(xiàn)麥哲倫海峽，橫渡太平洋，環(huán)繞地球一周再到西班牙，完成了人類首次環(huán)球航行。麥哲倫的勇敢的實踐無可辯駁地證實了地圓學說，為人類揭開了地球的神秘面紗，是人類第一次“真正發(fā)現(xiàn)了地球”。如果說首次環(huán)球航行對于發(fā)現(xiàn)和認識地球有極大意義，那么如今空間信息技術的誕生更是賦予了人類前所未有的力量，在掌上翻轉地球?？臻g信息技術時代的來臨，改變了人們獲取信息的方式，而這種改變比起有史以來其他任何一種發(fā)現(xiàn)發(fā)明帶來的變革都更加的深刻。

　　空間信息技術，又稱為地理空間信息技術，是遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與通訊技術、網(wǎng)絡技術的綜合集成，是將空間對地觀測信息的獲取、處理、分析、應用結為一體的信息技術體系。人們認識到的空間世界是三維的，因此空間對地觀測信息在本質上有別于其他信息的顯著特性：地域性（territorial）、多維結構特性（multidimensional structure）和動態(tài)變化特性（dynamic changes）。如果僅僅采用傳統(tǒng)二維數(shù)據(jù)描述空間世界，會有大量多維的空間數(shù)據(jù)無法得到利用，于是，人們越來傾向于研究空間信息三維可視化系統(tǒng)技術。與此同時，二維數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結構理論和技術的成熟，圖形學理論、數(shù)據(jù)庫理論技術及其它相關計算機技術的進一步發(fā)展，也為三維空間信息技術的飛速發(fā)展作好了鋪墊。另一方面，隨著客戶對于應用系統(tǒng)三維功能的需求越來越強烈，具有處理三維數(shù)據(jù)能力的三維空間信息技術日益顯示出強大的生命力。

　　自八十年代末以來，空間信息三維可視化技術一直就是業(yè)界的研究熱點，尤其是近幾年，國內(nèi)外相關技術的研究呈現(xiàn)出了前所未有壯麗情景。國內(nèi)外科研機構和企業(yè)紛紛認準了三維空間技術的良好發(fā)展勢頭，進行了跨學科、跨領域合作研究和三維技術攻關，研發(fā)了一批各具特色的優(yōu)秀產(chǎn)品。美國率先推出了備受認可的Google Earth、Skyline、Virtual Earth、World Wind、ArcGIS Explorer等軟件。國內(nèi)也先后推出了價格相對低廉的類似產(chǎn)品如LTEarth（靈圖）、GeoGlobe（吉奧）、EV-Globe（國遙新天地）等。當前，全球三維空間信息技術研究領域一片欣欣向榮，但各軟件在產(chǎn)品定位、產(chǎn)品框架上卻有一定的差別。比如，2007年發(fā)布的EV-Globe（國遙新天地）v2.0專門針對國產(chǎn)軟件面臨的海量三維數(shù)據(jù)分析操作等難題，在與主流GIS平臺的整合、快速矢量支持、三維分析功能等多方面進行了增強。

　　一、國內(nèi)外主流三維地理信息平臺介紹

　　Google Earth

　　2004年10月27日Google宣布收購了Key-hole公司，并于2005年6月推出了Google Earth系列軟件。Google Earth以三維地球的形式把大量衛(wèi)星圖片、航拍照片和模擬三維圖像組織在一起，使用戶從不同角度瀏覽地球。Google Earth的數(shù)據(jù)來源于商業(yè)衛(wèi)遙感衛(wèi)星影像和航片，包括DigitalGlobe公司的QuickBird，IKOONOS及法國SPOTS。全球地貌影像的有效分辨率至少為100米，通常為30米，視角海拔高度（Eye alt）為15公里左右，針對大城市、著名風景區(qū)、建筑物區(qū)域會提供分辨率為1m和0.6m左右的高精度影像，視角高度（Eye alt）分別約為500米和35O米。目前提供高精度影像的城市集中在北美和歐洲，以及其他地區(qū)的重要城市。Google Earth客戶端軟件提供了三個版本：個人免費版、Plus版、Pro版。另外，GE還提供了一個企業(yè)級的解決方案，用于在企業(yè)內(nèi)部部署GE應用。

　　作為一款功能強大的桌面地球瀏覽器，自推出至今展現(xiàn)出了巨大的魅力，征服了無數(shù)用戶。憑借著其強大技術實力、經(jīng)驗，為企業(yè)提供各種級別的解決方案，并取得了不俗的業(yè)績，可以肯定未來GE在各個行業(yè)的應用廣度、深度都潛力巨大。但是與Virtual Earth、World Wind一樣，Google Earth都還不具備空間分析、大型數(shù)據(jù)庫管理的功能。相比之下，全球在這一方面較為出色的是美國的軟件Skyline和國內(nèi)軟件EV-Globe。

　　Skyline

　　Skyline Globe Enterprise Solution（Skyline globe企業(yè)解決方案）是美國Skyline公司為網(wǎng)絡運營三維地理信息提供的企業(yè)級解決方案。本方案包括了Skyline整套軟件工具，給客戶提供一站式服務,并開放了所有的API，不論是在網(wǎng)絡環(huán)境中還是單機應用，讓用戶能夠根據(jù)自己的需求定制功能，建立個性化的三維地理信息系統(tǒng)。自Skyline進入中國市場以來，一直積極參與三維數(shù)字城市建設與三維互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)服務，得到廣泛的認可。主要成功實例有：中國數(shù)字海洋系統(tǒng)、公安部警衛(wèi)基礎工作信息系統(tǒng)、數(shù)字深圳三維平臺、黃河可視化防汛預案管理系統(tǒng)、數(shù)字煙臺三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等等，其中數(shù)字煙臺三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)獲得了“2007地理信息系統(tǒng)優(yōu)秀工程金獎”。

　　EV-Globe

　　EV-Globe是北京國遙新天地信息技術有限公司開發(fā)的三維海量空間信息平臺。自推出以來，就廣泛應用于安全監(jiān)督和管理、指揮調度、資源開發(fā)整合、資源綜合利用、環(huán)境保護檢查等領域。基于其研發(fā)的“遨游天府--四川省三維地理空間信息管理系統(tǒng)”在今年的5·12汶川大地震后的指揮、救援工作中發(fā)揮了重要的作用。此外，EV-Globe還為國土資源航空物探遙感中心開發(fā)了礦山開發(fā)遙感監(jiān)測信息系統(tǒng)，與中石油合作開發(fā)了海外應急系統(tǒng)等等。實踐證明，EV-Globe在海量數(shù)據(jù)瀏覽效率、矢量數(shù)據(jù)的查詢、三維分析功能、安全性等方面相比國內(nèi)其他同類產(chǎn)品也有著較為明顯的優(yōu)勢。

　　World Wind

　　World Wind是由美國國家航空暨太空總署（NASA）阿莫斯研究中心的科研人員開發(fā)的開放源代碼(Open Source)。World Wind可以利用Landsat 7、SRTM、MODIS、GLOBE , Landmark Set等多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，將Landsat衛(wèi)星的圖像和航天飛機雷達遙感數(shù)據(jù)結合在一起，讓用戶體驗三維地球遨游的感覺。在瀏覽地球的同時，還提供了月球數(shù)據(jù)，可以對月球進行虛擬的巡航。World Wind能夠瀏覽由Internet上的WMS ( Web Mapping Service )提供的圖像。World Wind正在發(fā)布著數(shù)以千兆的全球NASA 衛(wèi)星數(shù)據(jù)，這是數(shù)年來對降水量、溫度、大氣壓和其他許多數(shù)據(jù)每天觀測的結果。World Wind還為公眾提供美國地質助測局的航拍照片和地形地圖，以及航天飛機雷達地形勘測任務和Landsat衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。

　　與Google Earth一樣，World Wind作為可視化三維地球瀏覽平臺，功能強大，具有三維可視化的能力，采用了先進的流傳輸技術，但World Wind是個完全免費的軟件，主要面向科學家、研究工作者和學生群體；而Google Earth具有較強的商業(yè)性，它的客戶端是面向大眾的，Plus版和Pro 版每年分別要付20美元和400美元，免費版本被授權為個人使用，不能用于工作環(huán)境，而World Wind沒有任何限制。另外World Wind是完全開放的，用戶可以修改World Wind軟件本身，Google Earth目前只開放了API(應用程序接口)。

　　GeoGlobe

　　2006年4月武漢武大吉奧公司推出了網(wǎng)絡環(huán)境下全球海量無縫空間數(shù)據(jù)組織、管理與可視化軟件--GeoGlobe，該軟件是由武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室研發(fā)的。GeoGlobe包括三部分：GeoGlobe Server、GeoGlobe Builder和GeoGlobe Viewer。GeoGlobe Server通過分布式空間數(shù)據(jù)引擎，管理所有注冊的空間數(shù)據(jù)，并提供實時多源空間數(shù)據(jù)的服務功能。GeoGlobe Builder 實現(xiàn)對海量影像數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和三維城市模型數(shù)據(jù)的高效多級多層組織，為實現(xiàn)全球無級連續(xù)可視化提供數(shù)據(jù)基礎。GeoGlobe Viewer則裝在客戶端，通過網(wǎng)絡獲取服務器端數(shù)據(jù)，三維實時顯示、查詢、分析。GeoGlobe軟件提供了的二次開發(fā)功能，用戶可以根據(jù)應用的需要自行設計界面，調用所提供的動態(tài)庫進行二次開發(fā)，應用十分方便。

　　二、國內(nèi)外三維地理信息平臺對比

　　近些年，由于政府對空間信息產(chǎn)業(yè)的重視，加大投入，以及優(yōu)秀人才的參與，國內(nèi)空間信息技術取得了長足的進步。國內(nèi)企業(yè)順勢推出的EV-Globe、GeoGlobe等優(yōu)秀產(chǎn)品，雖然起步較晚，產(chǎn)品結構框架還不太完整，在海量數(shù)據(jù)處理能力、三維建模、三維分析、跨平臺通信、二次開發(fā)支持等方面，相比國外軟件也有一定的差距。但是，國產(chǎn)軟件基于國內(nèi)客戶需求而研發(fā)的先天性，提供的空間信息化解決方案可能更適合國內(nèi)客戶；再者，國產(chǎn)三維地理信息軟件具有更高的安全性，不僅適合國內(nèi)大型企業(yè)、單位應用，而且能更方便地為各行業(yè)的特定需求開發(fā)提供底層技術支持，擴展性能更為強大；此外，國產(chǎn)三維軟件在海量數(shù)據(jù)的快速瀏覽、矢量數(shù)據(jù)的查詢和分析等功能方面也領逐步增強，甚至顯現(xiàn)出優(yōu)于國外軟件的趨勢。另外，較高的性價比也是國產(chǎn)軟件最為明顯的優(yōu)勢之一。

　　三維GIS作為GIS的一個重要發(fā)展方向，其研究范圍涉及數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學、虛擬現(xiàn)實等多門科學領域。目前，國內(nèi)外許多學者對三維GIS的三維結構、三維建模以及單一領域的應用提出了多種方法和技術手段?，F(xiàn)有的三維GIS，例如前面提到的Google Earth、Skyline等，在三維場景可視化、實時漫游等系統(tǒng)功能方面取得了較好的成果，但是在空間數(shù)據(jù)的復雜分析與決策支持方面的能力還較弱，三維空間信息的網(wǎng)絡化與標準化等問題也有待進一步深化和完善。通過與虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術的結合應用，三維GIS能更加真實、生動地表現(xiàn)現(xiàn)實世界，為我們更好地洞察和理解現(xiàn)實世界提供了更多樣的選擇。總之，三維信息技術在各行業(yè)的應用已經(jīng)取得了令人矚目的成就，但是，它還年輕，一切還只是開端。