基于地球模型的三维演示系统应用调研与探讨

摘要：本文介绍了Google Earth在三大民用领域的应用，并探讨了几种应用的原理与方法，得到了Google Earth现阶段的应用状况与前景，针对Google Earth的优势，表明了其在不同领域的潜力，同时论文也对各领域的应用推广进行了初步的对比分析。

关键词：Google Earth；现状；原理；方法

中图分类号：C1文献标识码： A

1引言

目前，基于地球模型的三维演示系统已发展的非常成熟，在各领域的应用也已开展的广泛深入。本文以Google Earth为例，探讨三维演示系统的应用现状与前景。

Google Earth是一款Google公司开发的地球模型三维演示系统，于2005年正式推出，它集合了航空照相图片、间谍卫星图片和很多其他卫星拍摄的城镇照片。它针对桌面推出三种不同版本：Google地球、Google地球专用版和Google地球企业版。飞往任何地方，查看卫星图像、3D建筑、3D树木、地形、街景视图、行星等。软件支持多种终端浏览应用，如PC、手机及平板电脑等。

2三维演示系统优势

2.1完美结合航空图片、卫星影像及地图

Google Earth将航空及卫星图片、地图、Google的强大搜索功能完美的结合在一起，可以随时随地浏览全球地理信息，真正实现了遨游全球的功能。

2.2图像清晰度高、更新频率快

Google Earth包括大气效果、海床和简要的星象，当离地面最近切图像最清晰时，大多数地区的图像清晰度都在5英里左右。一般数据获取的时间都在3年以内，重点地区少于一年。

2.3支持车辆指南、城市夜景功能

驾驶员可实时利用Google Earth获取车辆指南信息。只要简单的操作，便可使用“地球城市夜景”功能，浏览全球夜晚灯光情况。

3三维演示系统主要应用领域

3.1数字城市

3.1.1城市规划

广州市用Google Earth提升广州市移动通信网络规划优化：

GoogleEarth卫星地图具有较为直观的三维影像，可清晰地观测楼盘建筑以及周边的地形环境。在导入相关基站数据以及室内覆盖系统、室外方案数据后，工程师就可方便地进行规划选点、方案设计、资料存档、后续优化工作，这样大大提高了工作效率。运用GoogleEarth 创建室外综合覆盖管理平台

GoogleEarth属于卫星地图软件，通过卫星图像和数据运算处理，可得出较为清晰的三维地图。广州地区的分辨率精度虽然不及欧美大城市，但对于室外综合方

在网络规划优化中的实际运用GoogleEarth工具进行室外综合网络规划与优化的实际应用包括规划选点、方案设计、资料存档、后续优化等。

3.1.2市政管理

北京市西城区利用GoogleEarth，实现了城市市政信息化“无缝隙”管理，提高了市政管理水平和为市民办事的效率。西城区位于北京市中心城区，面积31.66平方公里，有西长安街、展览路、新街口、金融街、月坛、德胜、什刹海七个街道办事处。为加强西城区市政管理，西城区市政管委正在组织对全区市政设施进行分期、逐步普查，掌握全面的市政设施信息，为实现市政的“精细化”管理打下基础。在此基础上，建设城市市政管理地理信息系统，为全面实现城市市政“无缝隙”、“精细化”管理提供支持。

西城区市政管理信息系统结合数据库、地理信息技术、网络技术、嵌入式技术为基础，完成了市政综合信息数据库的建立、市政综合信息平台和市政综合信息网上查询系统以及智能手机查询系统。

集成了以下一些市政信息：地名地址库、遥感影像数据库、基础地理信息数据库、道路清扫库、绿地养护库、违法建设库和城市部件库等。

方便了政府部门和市民进行市政管理查询。

3.2专家服务

3.2.1地质研究

Google Earth在惠州地质灾害信息管理中的应用：

在GE平台上，通过整合现有的地质灾害信息，以及图片和现场视频等资料，来实现地质灾害信息海量数据查询、显示和管理。主要是将获取的数据进行有效的处理，保证数据在内容和空间上的完整性、逻辑性和准确性，对图形和视频进行编辑，利用GE的空间数据管理功能完成地质灾害信息的存储、维护、更新等，并以图形形式以及多媒体形式显示。

现有的惠州市地质灾害信息包括惠东县、博罗县、龙门县、惠城区、惠阳区和大亚湾经济区的地质灾害点的信息数据。其中包括灾害点的名称、位置、现状、诱发原因、地质灾害类型等。首先将地标按地理坐标分成6个区域，每个区域在按照地质灾害的类型分成滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流和塌岸5类。已有的地质灾害点位置信息是经纬度信息，按照其经纬度将各个点标注在GE中。由于GE免费版的地理信息精度略差，不能反映精确的地形地貌，给我们的管理工作带来了一些不便，为了消除这个不利的影响，在GE上开发定点链接说明文字、现场照片和视频的方法。

3.2.2地震

地震的虚拟浏览：

“谷歌地球”对1906年旧金山大地震进行了虚拟浏览。这一虚拟浏览利用“谷歌地球”解释这一大地震的科学、工程以及人类方面，从而帮助人们“看到”和理解这次地震以及未来地震的成因及其所造成的影响。通过“谷歌地球”上的显示，解释了地球的板块构造和在美国西海岸的板块间的相对运动、圣安德烈斯断层以及旧金山海湾地区的其他断层活动与1906年大地震的关系、1906年大地震的发生地点和发震过程、旧金山大地震的历史照片以及100年后（2006年）旧金山地区的现状和潜在的巨大地震危险性。

3.2.3气象

Google Earth新添的天气预报功能：

Google Earth主要通过访问Keyhole的航天和卫星图片扩展数据库来实现这些上述功能。该数据库在上星期进行了更新，它含有美国宇航局提供的大量地形数 据报道，未来还将覆盖更多的地形，涉及田园，荒地等。当我们打开新版Google Earth的界面后，便会在左侧“Layers”区中，看到新增加的“Weather”图层了。勾选之后会发现，原本清澈透明的地球图标，忽然间出现了片片白云。而当再次将“镜头”拉近到“国家”一级时，还会在每个城市的名称之后，看到一组组醒目的天气图标。

3.2.4资源调查

Google Earth海洋资源调查：

Google公司正在研发类似Google Earth新的海洋地图产品“Google Ocean”，为使用者带来世界各地海洋的水下全景图。Google Ocean可以让人们观察海底地形，搜索特定海域或名胜的情况，还可以在某些需要的区域展示高清晰图片，以提供气候模式、洋流、温度、沉船、珊瑚礁、海藻生长等信息。在近期的项目中，Google Ocean还包括了英国海岸线沿岸的濒危物种的栖息地。Google Ocean对人们加强海洋知识，提高海洋环保意识有着重要的意义。

3.3 游戏

基于Google Earth的3D游戏Ships：

PlanetInAction推出了他们首个基于浏览器的Google Earth插件的3D游戏Ships，你可以在一个3D的环境里驾驶各种轮船，在Google Earth描绘出的世界里环游地球，你可以用键盘操作轮船启动、抛锚和转向，甚至你可以转换游戏视角。除了Google Earth API还使用了Flash 8和Javascript，音效由Soundmanager 2制作，3D建模则是Googles收购的SketchUp。

4结论

文中提到的3个领域的应用只是目前Google Earth应用领域的一小部分，Google Earth在城郊扩建、冰盖消融、海岸侵蚀、海底与海平面数据调查、导航与军事侦察等众多领域也得到应用。

综合分析，Google Earth在很多应用领域的特点与优势已逐渐显现出来，它在应用中的作用是显而易见的。随着人们对于Google Earth的认识不断深入，它应用的领域将进一步拓宽，也会进一步深入。