GIS 中的 3D 建模分析

在学习 GIS 建模之前， 有必要了解“空间分析”一词的含义。 这个过程看起来就像问题的地理建模， 使用特殊软件获得结果， 并研究这些结果。 创建的模型由一整套工具组成， 这些工具应用于正确的位置以获得结果。

建模可以出于完全不同的目的并以不同的方式进行。 然而，仔细研究问题并经历准备阶段以创建质量模型非常重要。 成功的模型应该选择与现实世界具有相同特征的对象， 以便如果条件发生变化， 也可以检查会发生什么以及如何避免。

GIS 建模的定义

GIS 空间分析建模是在计算机中创建编码数据的模型， 它们看起来像是通过数字技术描述地理对象的抽象和其他结构。 简单而言， 该模型将对象转换为连续的表面或地理对象， 并将显示坐标的各种属性附加到它们上。

例如，地形起伏可以具有离散物体的形式或连续表面的形式。 GIS 建模的任何变化都可能在数据准确性和计算方面产生一些成本影响。 然而，通过使用高质量的 GIS 软件， 可以利用为这种转换准备的特殊功能和工具， 并消除负面后果的可能性。

GIS 模型的类型

GIS空间分析建模帮助计算机系统通过图形显示现实中的地理特征， 两种最流行的模型是使用线条创建的矢量模型和看起来像网格的栅格模型。 下面将更详细地讨论它们中的每一个。

• 光栅：这些模型基于将地图空间划分为一定数量单元的单元。 所有单位都彼此相似， 并且位于特殊的单元格中， 单元格具有单独的坐标（X，Y）和相应的值。 借助这样的系统， 可以轻松地在帮助系统中注册， 并且将来在解密数据时不会遇到困难。
• 向量：矢量模型的概念假设值所在的空间是连续的。 基于此，可看到一个“无限”的坐标集。 该模型具有三个基本要素， 它们是线、多边形和点。点代表要素， 线代表由点创建的要素， 多边形是四面封闭且没有出口的区域。

模型结构和逻辑

目前，许多城市都存在缺电、缺水、缺水等生活所需的基本设施的问题， 这个问题很可能与当局资源配置不当直接相关。 然而，GIS 3D 建模可以帮助应对这些不便， 并评估城市未来的变化。 在 3D 图像上， 可以看到有关物体、卫星观测结果甚至该地区交通状况的详细信息。 借助这项技术， 城市当局可以分析当前情况并找到解决该问题的最佳解决方案。

GIS 中的 3D 建模

GIS 3D 建模正在向另外两个 x 和 y 添加第三个 z 坐标。 二维GIS对这一模型类型产生了重大影响， 但它们也有一些差异和各自的特点。 借助三维，3D 建模为分析和收集数据提供了新的可能性。 在这里，能够可视化地形、模拟增强现实、可视化城市并执行复杂的数据分析。 该技术基于必要数据的收集、可视化、建模和信息管理。

GIS 建模的优点

我们生活在一个数字技术的世界， 每年都在发展并达到新的高度。 GIS 建模是显示特征并就问题做出正确决策的最方便、最有效的方法之一。 这项技术有很多优点， 可以在下面看到。

• 一体化：GIS 建模允许将数据与许多其他来源集成， 并探索来自人口统计数据和卫星系统的信息。 这样，用户可以更清楚地熟悉该项目。
• 预测：借助 GIS 系统， 用户可以预测潜在问题并识别高风险区域。
• 可视化：通过 GIS 建模， 可以分析和查看数据， 以帮助确保新项目步入正轨并识别潜在问题。
• 协调：GIS 建模允许各个项目的管理者同时远程控制多个团队的工作并监控地形。
• 监控：建模的主要优点之一是能够实时查看有关对象的信息。 得益于此， 项目经理可以快速响应出现的问题并及时修复。
• 控制：该技术可以让您优化各种资源的使用， 并提供有关项目进一步开发以及可能出现的问题的数据。
• 做出决定：在 GIS 建模的帮助下，、 项目经理可以根据通过该技术获得的信息快速、正确地做出决策。

GIS 建模的缺点

GIS 空间分析建模的主要缺点是此类模型有一些限制， 需要在开始使用它们之前熟悉这些限制。 重要的是要了解分析需要数据采样， 这将有助于捕获变量的变化并建立更合适的模型。 此外，它们可能对测量误差和异常值过于敏感， 从而影响半变异函数的总体估计并损害插值精度。 GIS 模型通常需要大量时间和资源， 尤其是在处理大型数据集或高分辨率时。

GIS 建模用例

开始使用 GIS 建模并具备一些空间分析技能是必要的。 无论从事什么活动， 该技术都将帮助分析数据并就项目做出正确的决策。 下面我们将讨论需要采取哪些步骤才能进行成功的建模， 这将有助于进行定性分析并确定项目的命运。

• 首先，需要明确目标
• 其次是选择合适的工具
• 现在我们可以进入模拟阶段
• 分析结果

建筑信息模型（BIM）

建筑信息模型将建筑物所有区域的信息与 GIS 集成， 而 GIS 又考虑了地下和建筑工地附近的特性， 此类行为有助于分析结构和地基的质量并避免负面后果。 建造设施的土壤有助于确定混凝土和其他建筑材料的适用性， 从而确保施工过程的成功， 表面模型有助于识别建筑物的薄弱点并及时消除它们。

实用植被管理

植被管理是建设项目的重要组成部分， 因为植被通常是公司关注的主要问题。 植被生长过多会带来许多不便， 例如火灾、停电等。 标准的植被管理方法是纸笔检查， 这需要花费大量的时间和精力。 尽管如此，现在大多数公司已经转向使用 GIS 技术， 这有助于快速有效地管理植被并为该地区提供优质服务。 此外，GIS 和制图建模提供了优化的植被管理， 有助于实现最佳结果，防止相关问题的各种变化。

城市规划

城市规划肩负着相当负责任的使命。 有必要考虑许多重要因素， 例如基础设施、土地、便利设施等。 GIS 3D 建模不仅可以帮助开发人员可视化城市中的任何变化， 还可以预测结果和可能出现的问题。 3D 模型实时展示了城市未来的面貌， 这对于城市的进一步发展和舒适的生活具有重要意义。

海岸建模与分析

沿海地区通常是交通区或休闲和钓鱼的资源区。 有些人喜欢建造生态系统或自己的房子， 这样他们就可以永远靠近海洋。 大多数利用海岸进行此类用途的地区都处于危险之中， 因为这些区域每天都会受到海流、波浪或水位上升的影响。 沿海地区的 GIS 建模有助于确定各种灾害如何影响该地区以及海平面上升、风暴或侵蚀发生的时间点。

地下公用事业

地下公用设施在世界各地都是一个重要的细微差别。 借助建模，可以避免工程网络出现问题并保持对象完好无损。 工程网络的建设需要大量的关注和知识， 因为需要确定合适的位置并研究现有的通信。 GIS 建模有助于快速有效地执行这些操作， 而无需花费大量时间和精力。 借助 3D 建模， 可以研究地下网络的当前状态、预测进一步的变化并规避风险。

机场设施

机场建模是空域导航、建筑和运输系统的集成。 机场建设技术是一项相当复杂的任务， 因为规划涉及收集和放置准确的空间数据。 这里需要同时使用多种技术， 例如 3D 建模、BIM、CADD。 最重要的模型是导航和空间数据， 它们反映了地形特征并表明存在需要纠正的问题。

激光雷达数据的测绘和建模

激光雷达数据的测绘和建模通常对用户来说具有挑战性， 但 GIS 建模有助于使该过程变得更容易且更易于理解。 通过这项技术， 可以计算激光雷达栅格和裸露地面之间的差异， 并获取有关高度、树冠特征、物体方向、道路上车辆数量、各种公用设施位置， 甚至牲畜存在的信息。

GIS 建模如何应用于商业？

GIS 建模通常用于城市发展， 以提高效率、减少浪费、改善客户服务并降低成本。 GIS 建模提高了商业智能， 使公司能够做出正确的决策， 而不会产生负面后果。 我们上面提到的例子是 GIS 建模最简单和最流行的用例。 目前，该技术的使用方式有很多， 通过高效、准确的工作， 有助于增加生产收入、降低成本。

GIS 建模过程

GIS 建模过程并不像乍看起来那么复杂。 以下是一些应该遵循的基本步骤， 以进行成功的建模过程并获得成功的结果。

• 定义目标：首先需要定义模型的目标并提出您希望最终得到解答的问题。
• 建筑模型：接下来需要将模型分解为元素并仔细研究每个元素的属性。
• 模型分析：第三步是研究生成的部分并确定它是否适合您的目的。
• 研究结果：最后一步是研究结果并分析它们是否满足您的目标。 确保获得所提出问题的答案并能够根据研究做出正确的决定也很重要。

正如所看到的， GIS 建模的过程并不像看起来那么复杂。 然而，要进行成功的分析， 必须具备处理空间数据的技能并确定重要的目标和问题。

为什么需要 GIS 建模？

需要 GIS 空间分析建模来获取地理参考和几何参考数据。 模拟的结果是，将获得代表对象位置和特征的图形。 GIS 建模通常用于评估特征并获取有关该地区存在的问题的有价值的信息。 此外，它不仅有助于研究位置， 还有助于分析地形并分析土地覆盖是否适合开发或其他活动。 这项技术有助于回答有关在哪里建造房屋或其他物体的重要问题， 并避免存在风险时产生负面后果。

常见问题

哪些 GIS 数据库对于建模很重要？

要执行 GIS 建模， 第一步是确定如何最好地表示地理空间。 数据模型是用于表示和描述数字图形的现实生活方面的构造或规则集。 有两种主要模型：光栅模型和矢量模型。

2D 和 3D GIS 建模有什么区别？

GIS 3D 建模是更高效的 2D 地理信息系统建模周。 第一类在决策、分析和可视化方面有几个优点， 因为该技术可以展示现实世界， 显示使用 2D GIS 建模无法表示的各种自然现象或地理对象。

GIS 建模中的验证和验证有什么区别？

验证是对解的数值精度以及软件在相应模型中正确运行的评估， 验证是基于比较数字模拟和实验空间数据来评估物理准确性的过程。

如何利用 GIS 进行栖息地建模？

要将 GIS 用于栖息地， 需要将网格相互叠加， 添加包含所需值的单元格， 然后分析所有环境特征的总和。由此产生的结果称为栖息地地图。

结论

GIS 建模对于许多企业来说是一个有价值的工具， 可用于建模、规划和分析。 3D GIS 的开发目的是能够快速准确地评估空间并提供额外的数据， 以帮助创建成功的项目并避免出现问题。 该技术可帮助用户可视化和分析复杂信息， 并在考虑所有细微差别的情况下制定开发计划， 其强大的 GIS 建模功能使其成为创建项目和解决城市经常面临的问题的最佳工具。