超图获2018年测绘科技进步奖特等奖

近日，中国测绘地理信息学会发布《2018年测绘科技进步奖评选结果公告》，共评选出113项获奖候选项目，其中特等奖3项、一等奖20项、二等奖90项。超图的“新一代三维GIS平台软件研发及产业化项目”获2018年测绘科技进步奖特等奖。

科技鉴定专家组认为：超图的“新一代三维GIS平台软件研发及产业化项目”成果整体达到国际先进水平。

三维GIS是GIS的重要发展方向，市场需求巨大。传统的GIS，二维和三维相互独立且偏重可视化，三维空间分析计算能力较弱，难以很好满足用户的应用需求。超图新一代三维GIS平台软件研发及产业化项目（以下简称“项目”）针对市场需求，立足自主创新，在原有技术基础上，提出了新一代三维GIS技术体系，打破二维和三维分离的局面，研发了从云到各种端的全系列三维GIS基础平台软件产品，提供高效好用的产品与服务，推动三维GIS应用向更深层次的方向发展。

新一代三维GIS技术体系以二三维一体化技术为基础框架，融合了倾斜摄影、BIM、激光点云等多源异构三维数据，发展了符号化三维建模技术，定义并实现了三维实体对象的空间运算、空间关系查询、空间分析等关键技术，适应多种三维交互与输出新技术，实现了WebGL零客户端三维技术，并支持虚拟现实（VR）和3D打印技术。新一代三维GIS技术实现了二维与三维一体化、地上与地下一体化、室内与室外一体化、宏观与微观一体化。

▲ 图1 新一代三维GIS技术体系

项目自2009年正式启动以来，在三维GIS技术和应用方面取得了突破性进展。截止目前，项目成果已广泛应用于智慧城市、测绘、规划、大型工程建设、军事等细分行业，累计为大型三维应用系统信息化建设节约资金百亿元以上。

核心技术的突破主要表现在以下几方面：

三维实体数据模型

在二三维一体化数据模型基础上，项目提出了三维实体数据模型，采用高精度、拓扑闭合的三角网来表达三维实体对象，保证数据的精度和拓扑完整性；定义并实现了三维实体对象的交、并、差等空间算子，三维实体对象的运算结果仍然是三维实体对象；定义并实现了三维实体对象之间包含、相交、相离等三维空间关系的判定。

▲ 图2 三维实体数据模型

三维实体数据模型不仅可以表示实体对象，如建筑物，还可以表示抽象的三维空间范围，如阴影体、可视域、天际线限高体等。

▲ 图3 三维实体数据表达抽象的三维空间

三维实体数据模型支持3D打印技术。

▲ 图4 3D打印

符号化建模

项目提出了符号化三维建模技术，通过三维符号化技术，实现了点、线、面要素在三维场景中的快速构建与可视化表达，解决了海量点、线、面要素在三维场景中真实再现的问题，有效提高了基础测绘数据资产的利用率，降低了三维数据的建模成本。

▲ 图5 二三维一体化的点、线、面符号

倾斜摄影建模与三维GIS的融合

项目提出了虚拟动态单体化方法，解决了在不切割数据的情况下，对倾斜摄影建模、激光点云等连片数据的单体化表达。

通过矢量底面数据与倾斜摄影建模、激光点云数据的动态关联，项目实现单独选中建筑，查询及专题图表达等功能。

▲ 图6 倾斜摄影数据的应用

跨平台三维GIS软件的统一内核

项目以标准C++语言构建了跨平台三维GIS内核，在内核中，设计了一套通用的渲染接口和渲染引擎。基于跨平台的C++内核技术，项目研发了全系列三维GIS基础软件，支撑多层次的三维应用。

供稿 | 超图研究院三维研发中心

责编 | 王宇卫

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