大型机场中三维地理信息系统技术的应用》旨在对大型机场中三维地理信息的开发、设计、运营做详细的介绍，共分为7章，第1章、第2章是概述以及三维GIS的发展应用，第3章、第4章着重介绍三维。空间不规则数据场的可视化、机场地下管线三维可视化的关键技术第5章介绍了三维建模数据的数据源以及获取方式，第6章是机场的三维建模方法以及常用的三维建模软件介绍。第7章以昆明长水国际机场三维地下管线信息系统为建设实例，专门讨论了软件的设计与实现及其功能。
陈云波，男，云南省昆明市人，1971年9月出生，1995年毕业于西南工学院(西南科技大学)工程测量专业，2004年毕业于昆明理工大学国土资源学院测量专业，获硕士学位。
现任昆明市测绘研究院副院长，高级工程师，云南省测绘学会理事，昆明市中青年学术和技术带头人后备人选，昆明理工大学国土资源学院硕士生导师。一直从事数字城市以及城市规划测绘、RS、GPS城市控制网建设和地理信息系统(GIS)技术的研究及应用集成，主持或作为核心技术人员开发完成了测绘院100余项测绘新技术工程项目、近20个项目获得国家或省级测绘工程奖，多个项目获得省市级技术进步三等奖，在国内公开10余篇
李国柱，男，云南省昆明市人，1973年1月生，1993年毕业于重庆建筑工程学院昆明分院土地管理与测绘专业，2009年获昆明理工大学工程硕士学位，测绘正高工，现任昆明市测绘研究院副院长(主持工作)兼院党总支副书记，曾主持和参加了多个测绘和GIS项目，有丰富的工作经验，参与了院数项重大科研项目的开发，在全国核心期刊数篇，是昆明市测绘院理论与实践结合得较好的科技人员。
周立，男，1976年11月出生，浙江临海人，高级工程师。1999年毕业于昆明理工大学采矿工程专业，辅修计算机应用与科学专业。一直从事计算机软件开发、3S应用集成、空间数据库应用、GIS底层平台研制、三维地理信息系统平台建设等领域工作，至今已经参与并完成了国内外各类3S应用项目40余个，多个项目获奖项。
第1章 地理信息系统
1.1 地理信息系统概述
1.1.1 地理信息系统(GIS)的概念
1.1.2 地理信息系统的发展趋势
1.2 地理信息系统的功能及应用
1.2.1 地理信息系统的功能
1.2.2 地理信息系统的主要应用
第2章 三维GIS概述及发展状况
2.1 地理信息系统的历史及现状
2.2 从二维GIS到三维GIS的转变
2.3 三维GIS的定义、特点及功能
2.3.1 三维GIS的定义
2.3.2 三维GIS的特点
2.3.3 三维GIS的功能
2.4 三维GIS发展面临的有利因素与困难
2.4.1 三维GIS当前面临的有利因素
2.4.2 三维GIS当前面临的困难
2.5 当前三维GIS研发的几个注意点
2.6 三维GIS应用领域
2.7 三维主流GIS国内外软件对比
2.7.1 国外三维GIS主流软件
2.7.2 国产三维GIS主流软件
2.8 总结
第3章 机场三维可视化相关理论
3.1 科学计算可视化概述
3.1.1 科学计算可视化的含义
3.1.2 科学计算可视化的现状及意义
3.1.3 科学计算可视化的应用领域
3.1.4 科学计算可视化的研究内容
3.2 数据类型及组织
3.2.1 数据类型
3.2.2 地下管线的类型
3.2.3 平面管线数据组织
3.2.4 三维管线数据组织
3.2.5 三维管线空间数据模型
3.3 三维可视化技术
3.3.1 透视投影
3.3.2 光照模型
3.3.3 纹理映射
3.4 LOD模型的动态可视化
3.4.1 三维场景生成中LOD模型的选择
3.4.2 LOD模型的分类
3.4.3 典型的LOD模型生成算法概述
3.4.4 不同LOD模型的切换技术
第4章 大型机场三维可视化关键技术
4.1 三维地理信息系统(3DGIS)技术
4.1.1 三维GIS的数据获取技术
4.1.2 三维GIS的数据管理技术
4.1.3 三维GIS的数据可视化技术
4.1.4 三维GIS的数据分析技术
4.2 虚拟现实(VR)技术
4.2.1 VRML
4.2.2 Web3D
4.2.3 OpenGL简介
4.2.4 Direct3D
4.3 高分辨率对地观测技术
4.4 空间数据仓库
4.4.1 数据仓库
4.4.2 空间数据仓库
第5章 三维建模数据的获取
5.1 三维建模的数据源及技术原理
5.1.1 各种地图及文档资料
5.1.2 数字地图
5.1.3 数字摄影测量
5.1.4 三维激光扫描系统
5.1.5 遥感图像
5.1.6 合成孔径雷达(SAR
5.1.7 机载激光雷达
5.1.8 移动测绘系统
5.2 三维建模的数据获取方法
5.2.1 DEM数据获取
……
第6章 机场三维建模方法
第7章 昆明长水机场地下管线管理信息系统建设实证研究
随着三维GIS的深入发展和广泛应用，人们越来越关注三维模型数据的性、逼真性和有用性。在追求三维模型逼真和的同时，也带来了数据生产的高投入。与二维空间数据相比，三维空间数据不是简单的一一对应或者扩展，三维空间数据库的建设至今仍然是一项复杂而昂贵的综合性工程。大型三维GIS系统建设的生产效率、质量控制、数据安全和有效存储与管理等问题日益突出，并直接关系到系统建设与应用的成败。决定空间数据具体生产方案的三个要素分别是精度、成本和效率，最终系统的有用性和提供的空间分析能力又取决于模型的逼真程度以及所选择的数据源和建模方法。因此，三维GIS缺乏有关数据内容、细节程度、定位精度和生产工艺等的技术标准已经成为制约其推广应用的关键问题之一。
4.1.2三维GIS的数据管理技术
从二维GIS转换到成熟的三维GIS时，数据管理成为热点问题之一。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的数据量。针对三维可视化交互的实时性要求，对海量数据的有效管理与调度已经成为三维GIS的关键技术之一。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在线的各种实时应用(包括地理协同操作)需要，一方面要对多种类型多种尺度的三维数据进行精心的组织，以提供高效的数据检索机制；另一方面，还需要优化设计现有的各种数据库管理系统，以提供快速的数据动态存取服务。
4.1.3三维GIS的数据可视化技术
视觉是理解空间最有用的感觉，因此三维GIS在很大程度上也依赖视觉表现提供更为丰富逼真(具有相片质感)的信息，各种用户结合自己相关的经验与理解就可以做出而快速的空间决策。特别的，三维可视化能使人们对只有抽象概念而难以直接感知的空间现象进行现实化和直观化，比如剖析地下结构、反演不会重现的历史过程、推演未来发展、仿真复杂的时空现象(台风演进、洪水淹没、大气污染、核电站泄漏事故影响、噪声传播、温度和风场变化)等，由此能获得各种超越现实的空间感知经验。目前，大多数三维GIS的三维能力甚至被认为主要体现在三维可视化功能上，并且是区别于二维GIS最重要的特征之一。突出三维可视化功能的三维GIS在许多场合因此又被称为"虚拟现实GIS""三维可视化GIS"等等。三维可视化越来越多地成为GIS(不仅是三维GIS)的终端表现形式，并且被认为是不同背景的用户进行空间信息交流和视觉分析与空间认知的有效媒介。游雄教授与万刚博士的"战场可视化与数字地图"一文则详细介绍了三维GIS在军事领域的应用——战场环境仿真。与传统二维GIS固定的视角或视点观察效果明显不同，当用户把视点放在三维空间(特别是透视投影空间)里时，不经意的旋转缩放和平移操作往往容易导致方位的迷失感，使得迅速定位产生困难。为了既能享受常规二维GIS地图表示优越的方位感，又能得到三维逼真显示的真实感和沉浸感，多视点的多模态可视化视图表示成为三维GIS最典型的界面特点。三维GIS基于数据库能提供多种形式的交互式三维动态可视化功能，比如，较宏观的飞越漫游能迅速把握整个空间分布包括地形特征和地物布局，较微观的穿行漫游则能分辨地形的微小变化和地物的明显特征，而且在运动中能及时更新可见的内容并根据距离远近以不同的细节或尺度进行表现。在计算机交互式图形处理中，实时动画往往要求每秒25～30帧的图形刷新频率，也就是说所有的建模、光照和绘制等处理任务必须在大约17微秒的时间内完成。所有这些对数据调度机制和图形绘制策略都提出了新的更高的要求。数据动态装载、图形渐进描绘、多重细节层次(LOD: LeveIs of Detail)和虚拟现实表现等因此成为三维GIS可视化的典型技术特征。
网络技术、分布式计算技术和三维可视化技术的飞速发展，为分布式三维GIS技术的实现提供了契机。特别是随着各种小型化、便携式的移动计算与显示设备和无线技术的广泛使用，三维GIS的分布呈现出多样化的特点，并正为人们提供日益广泛的增强现实服务。现有分布式三维GIS主要体现在网上三维可视化方面，并且绝大多数都是基于VRML实现的。而采用Java3D和插件等技术由于支持服务器端的数据库管理与存取，因此在浏览器端可以实现在线空间查询和分析等操作。
三维GIS海量数据的交互式真实感可视化对计算机软硬件环境也提出了特殊的要求，而且一些先进的图形卡和工作站已经为此目的问世。除了一般的半沉浸式透视显示方式以外，沉浸式真三维立体可视化平台也越来越多地被用于三维GIS系统中。但随着三维空间信息的普遍可得，越来越多的需求将是利用中低档的桌面系统达到同样的目的。因此，大多数研究还是主要针对普通个人计算机处理海量的三维GIS数据，而非SGI这样大型的专用图形工作站高端系统，毕竟此类系统还非常昂贵、难以推广普及。特别值得关注的是中国四维测绘技术北京公司为此专门研制了系列大场景沉浸式真三维可视化硬件平台，为三维GIS应用提供了双计算机双投影仪、单工作站双投影仪、单工作站四投影仪等不同的配置方案。
……
