地理信息系統（GIS）起源于北美，是現代地理學與空間信息科學相結合的產物。經過數十年的發展，GIS已經從只有少數專業人士才懂的應用系統，成為日益走向大眾的專業軟件。

三維GIS是GIS的重要發展趨勢

    GIS的優勢在于能夠直觀直接地展示復雜的地理信息，同時具有強大的空間分析功能。隨著社會的發展，人們對地理信息的關注程度越來越高，因此對地理信息的獲取和使用也有了更高的要求。

    近年來，隨著E都市、都市圈、城市獵人等三維仿真電子地圖的涌現，三維地圖逐漸走進大眾的視野。Google Earth的橫空出世，更是令三維GIS備受關注。三維GIS不僅突破了空間信息在二維平面中單調展示的束縛，為信息判讀和空間分析提供了更好的途徑，也可為各行業提供更直觀的輔助決策支持。因此，空間信息的社會化應用服務迫切需要三維GIS的支持，三維GIS已日益成為GIS發展的重要方向之一。

三維GIS與二維GIS

    三維GIS與二維GIS一樣，需要具備最基本的空間數據處理功能，如數據獲取、數據組織、數據操縱、數據分析和數據表現等。相比于二維GIS，三維GIS具有以下優勢。

    空間信息的展示更為直觀。從人們懂得通過空間信息來認識和改造世界開始，空間信息主要是以圖形化的形式存在的。然而，用二維的圖形界面展示空間信息是非常抽象的，只有專業的人士才懂得使用。相比二維GIS，三維GIS為空間信息的展示提供了更豐富、逼真的平台，使人們將抽象難懂的空間信息可視化和直觀化，人們結合自己相關的經驗就可以理解，從而做出準確而快速的判斷。毫無疑問，三維GIS在可視化方面有著得天獨厚的優勢。雖然三維GIS的動態交互可視化功能對計算機圖形技術和計算機硬件也提出了特殊的要求，但是一些先進的圖形卡、工作站以及帶觸摸功能的投影設備的陸續問世，不僅完全可以滿足三維GIS對可視化的要求，還可以帶來意想不到的展示和體驗效果。

    多維度空間分析功能更加強大。空間信息的分析過程，往往是復雜、動態和抽象的，在數量繁多、關系復雜的空間信息面前，二維GIS的空間分析功能常具有一定的局限性，如淹沒分析、地質分析、日照分析、空間擴散分析、通視性分析等高級空間分析功能，二維GIS是無法實現的。由于三維數據本身可以降維到二維，因此三維GIS自然也能包容二維GIS的空間分析功能。三維GIS強大的多維度空間分析功能，不僅是GIS空間分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分體現了GIS的特點和優越性。

    當然，三維GIS並不能完全取代二維GIS，三維GIS仍面臨一些問題和技術瓶頸。

    昂貴的數據投入。對于GIS來說，數據為王是最恰當不過的。再好的系統，缺乏實時、全面的空間數據時只能是個擺設。顯然，數據的獲取對GIS來說至關重要。與二維空間數據相比，三維空間數據的獲取成本更為昂貴，尤其是大面積的三維場景建模。長期以來，三維空間數據獲取的效率低下和高成本都成為阻礙三維GIS技術發展的重要因素。

    海量數據處理的技術瓶頸。海量信息管理，空間分析，以及空間數據組織是GIS的核心和關鍵問題，是對現實世界的抽象和表達。隨著遙感影像、DEM以及大量的三維模型等空間數據的集成應用，數據量急劇增加，處理海量數據便成為三維GIS所必須面對的技術難題。目前，幾乎所有的三維GIS平台都在致力于突破這一技術瓶頸。

    除了在數據獲取和處理方面的技術瓶頸，三維GIS還要跨越一些技術難點，如海量存儲、網絡傳輸、數據發布、數據共享等，究其根源在于三維GIS缺乏三維空間分析的理論支撐。

突破技術瓶頸是GIS走向三維時代的關鍵

    每一項新興的技術，都是在曲折中前進的，三維GIS技術也是如此。雖然三維GIS還面臨一些問題，但這些問題正逐步被解決。

    近年來三維數據獲取技術有了重大進步，特別是航空與近景攝影測量、機載與地面激光掃描、地面移動測量與GPS等傳感器的精度與速度都有了明顯的提高。技術的提高使得獲取數據的成本也大大降低，為三維GIS技術的普及提供了重要的基礎條件。

    計算機軟硬件的飛速發展，使得海量地理信息為大眾服務不再可望而不可及。目前主流的三維GIS平台通過采用圖像繪制加速技術，多層次模型以及動態加載技術，實現了對大範圍、多尺度的多源海量三維數據的快速瀏覽和處理，使得人們在普通PC機上就能輕松實現對海量三維模型和影像的各項漫游操作。

    盡管我們無法知道GIS從二維到三維的跨越何時能夠完成，然而三維空間分析處理技術正在逐日拉近GIS與普通大眾之間的距離。如何突破技術瓶頸是GIS走向三維時代的關鍵。

GIS的三維時代已經來臨

    鑒于三維GIS的諸多優點，三維GIS目前已經在城市規劃、軍事仿真、通信基站選址、綜合應急等許多行業和領域得到了廣泛應用。同時，越來越多的GIS廠商都看到了三維GIS市場的發展潛力。

    雖然三維GIS是未來GIS的重要發展趨勢之一，但是三維GIS在一定程度上更是對二維GIS的擴展與增強，因為只有同時提供多維空間信息才能滿足GIS日益強烈的社會化需求。技術的進步和用戶需求的拉動在GIS從二維向三維的發展中起到了決定性的作用。毫無疑問，GIS的三維時代，已經悄然來臨。