关键词：地理信息系统；三维建模；可视化技术
引言
今天，由于基于地理信息系统的三维景观可视化技术（以下简称三维景观1）的“加盟”，欧美景观学界的科研和教学呈现新的局面，以三维景观为技术基础的景观学理论及方法的研究正步入新的阶段，新的研究领域和课题正在被探索，景观学的新兴学科点逐渐形成。本文正是朝着这个方向作一些极初步的探讨。
1地理信息系统的发展
地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是一种特定而十分重要的空间信息系统，它是以采集、储存、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统〔`'oGIS开始于20世纪60年代的加拿大与美国，而后各国相继投入了大量的研究工作。自20世纪80年代末以来，特别是随着计算机技术的飞速发展，地理信息的处理、分析手段日益先进，GIS技术日臻成熟，已广泛应用于环境、资源、石油、电力、土地、交通、公安、急救、航空、市政管理、城市规划、经济咨询、灾害损失预测、投资评价、政府管理和军事等与地理坐标相关的几乎所有领域。
2地理信息系统三维建模及可视化技术研究
2.1景观评价方法的延续和深化
景观规划领域比设计领域先行一步开始了对三维景观的研究和应用。这一先行并非偶然，而是专业发展的必然。上个世纪六十年代，景观评价(LandscapeEvaluation)、景观影响评价(LandscapeImpactAssessment)、视觉冲击评估(VisualLandscapeAssessment)成为景观规划和管理的重要内容4，其核心是以照片等方式让景观的各方干系人参与到规划进程，以提高景观规划的科学性。而日益成熟的评价模型和方法也抛出了一个新的技术难点：缺乏恰当的三维媒介再现景观变化，以将对景观的干预与各方干系人交流和构建共识，从而维护或提升景观品质。毕竟，照片再现或亲临现场只能让人们（专家和外行）观看和理解现有的景观，而非变化后的景观。现有的各种技术都有着不同的局限，传统占主导地位的二维地图和剖立面图过于抽象，计算机图形合成和照片蒙太奇技术也只能断片地、静态地展示景观的某一局部或某一视角，而不能以连贯的、仿真的效果表达规划成果，显然不利于景观规划师思索、表达和交流其构思，它们的可靠性和有效性受到质疑。为了让人们明晰地理解景观变化带来的影响力，需要一种更自然和直观的可视化媒介进行交流。基于地理信息系统的三维景观可视化技术的出现恰好满足景观规划的这一需要。二十世纪后半期，各种现代技术发展日新月异，全球空间定位系统、地理信息系统、处理海量数字空间数据的信息技术，以及计算机图形技术的结合，产生了截然不同于传统媒介的三维景观可视化技术。它的特征是以计算机应用软件系统进行数字模拟，形成景观的数字模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不仅是地貌、植被系统、水体、气候，而且各种碎片的、曲面的、凹凸的、不规则的表面，以及动态的、转瞬即逝的景观元素都可以以数字模型的方式形成三维可视化结果。因此，三维景观的细节详尽几可等同于现实世界，不仅突破了二维地图和剖立面图的抽象性，而且与计算机图形或者照片蒙太奇技术的单一视角不同的是，它提供动态地从不同角度观看景观。此外，三维景观还具有其最大的优势：景观元素的改变可以通过其在地理信息系统中的数据改变，相应地在三维景观中得到直观反映。于是，基于地理信息系统的三维景观便提供了让人们在决策之前在具体情境中观察景观的变化的可能，也就是说，无论是增加、删减或者改变景观元素，人们都可以从整体环境效果观看。这样，研究人员便可以据具体情况研究如何应用技术以让人们看见和理解变化的景观，从而支持规划决策。1994年EckartLange5以CAD、数字模型以及Photoshop等软件合作，对瑞士中部山区一处风景优美的旅游胜地新建水库的选址和设计成果进行三维可视化展示，尔后一批专家以专业评价方法对规划成果进行评价。而三维景观与网络技术结合，则不受时间和地点的限制，人们可以在任意时间从网络上给出对景观变化的评价。
2.2地学可视化
地学可视化与地球科学结合而形成的概念，是关于地学数据的视觉表达与分析。ViSC作为一个新兴科学，其理论和技术对地学信息可视表达、分析的研究与实践产生了很大影响。地学专家通过对可视化在地学研究中的地位和作用讨论，从不同角度提出了地图可视化、地理可视化和GIS可视化等概念。地图可视化是地图/地理学家把可视化引进地图学而成的概念，它是研究可视化在地图学中的作用、理论和方法。地理可视化是地图/地理学家把可视化引进地理科学而形成的概念，它是研究可视化在地理学科中的作用、理论和方法。GIS可视化是研究地理信J息、系统中关于可视化的方法和技术。它着重于技术层次上，如数据模型(空间数据模型，时空数据模型)的设计，二维、三维图形的显示，实时动态处理等，其目标是用图形呈现地学处理和分析的解果。
2.3信息组织方式的改变导致研究范式的转换
以上研究课题从单一向复杂的递进表明，基于地理信息系统的三维景观可视化技术的日益成熟，推动着景观规划专业研究范式的转换。用三维景观可视化技术再现景观变化，展示给相关干系人促进规划成果的交流，这一类研究关注的只是规划过程中的特定阶段。各种不同语境中的应用构成景观评价这一研究范式。而对AR的技术探索，对三维景观与用户互动的探索，这些研究关注的是景观规划过程中如何收集、组织和交流景观变化的相关信息的可靠性和有效性。因而，三维景观不仅仅作为规划成果展示的媒介，更是作为规划过程中重新构建和组织信息的关键技术因素，让人们以一种更复杂更成熟的方式去面对景观规划的种种问题，仔细梳理那些成规套论的处理方式一带而过的部分，从而逐渐改变着传统规划的线性模式，导向对更科学的合作规划的研究范式。
结语
基于地理信息系统的三维景观可视化技术的价值不仅在于它如何逼真地展示，更在于它提供了一个类比于现实景观的数字模型，尽可能精确地收集、处理、展示和交流与景观学目相关的各种信息，从而加强公众或个人（包括设计师）对人与环境之间关系的理解、探索和决策过程，这是过去二十多年中欧美景观学界对三维景观的研究持续发展和成长的根本因素。毋庸置疑，三维景观可视化技术所具有的视觉交流和知识探索的潜力，使得这一新兴学科点有着无限的发展空间，需要研究人员的探索。
参考文献
[1]李梅，朱红旗，李先华。可视化与地理信息系统。东北测绘，2001年，第24卷第4期:P3一200.
[2]龚建华，林辉。虚拟地理环境一在线虚拟现实的地理学透视。北京:高等教育出版社.2001年.P97-130.
论文作者:谢智剑
论文发表刊物:《城镇建设》2019年21期
论文发表时间:2019/12/16
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