CN102782729A - 具有交互式3d界面的集成gis系统 - Google Patents

Abstract

一种集成GIS系统，其中，使用接口将3D可视化系统与2D GIS系统集成在一起，所述接口映射2D成分以用于3D可视化并且映射3D成分以便于由2D GIS系统处理。2D GIS系统和3D可视化系统通过接口集成在一起，所述接口提供2.5D GIS数据的3D可视化以及来自3D窗口的对2D GIS系统的交互式控制，该3D窗口包括由3D可视化系统产生的3D渲染。在3D窗口中作出的用户选择被映射到2D地理位置坐标以供2D GIS系统部件使用。经由3D窗口对3D图形标记和/或元数据作出的改变被用来修改在GIS数据库中的GIS数据，并且经修改的GIS数据被用来更新3D渲染以反映用户改变。

Description

具有交互式3D界面的集成GIS系统

相关申请的交叉引用

该PCT专利申请要求在2010年3月12日提交的标题为“具有交互式3D界面的集成GIS系统（INTEGRATED GIS SYSTEM WITH INTERACTIVE 3DINTERFACE）”的美国专利申请No.12/722,983的优先权，该美国专利申请通过引用被完全包含在此。

技术领域

本发明一般地涉及集成GIS系统，并且更具体地，涉及如下的集成GIS系统，其中，使用接口将3D可视化系统与2D GIS系统集成在一起，所述接口映射2D成分以用于3D可视化并且映射3D成分以便于由2D GIS系统处理。

背景技术

一般而言，地理信息系统（GIS）是允许将基于位置的数据的捕获、存储、分析、管理以及呈现用于各种应用的系统。其中，GIS典型地允许用户创建交互式询问，分析空间信息、编辑数据以及创建地图。GIS技术和产品的比较好的概述可以在网址http://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_information_system中的WIKIPEDIA^TM找到，其内容通过引用被完全包含在此。

很多GIS产品提供基于所谓的“2.5D”数据的地理信息的二维（2D）可视化和操控。与包括用于地理信息的3D呈现和操控的信息的3D数据相反，2.5D数据实质上包括二维坐标（例如，X坐标和Y坐标）加上高度信息。例如，用于建筑物的GIS数据可以包括表示建筑物的周界的坐标和高度（elevation）信息。从2.5D数据产生的2D地图典型地是地形的从上往下看的视图，可以包括表现高度的等高线或阴影。

3D可视化产品可以用来从2.5D数据产生3D地图，但是这通常包括：输出2.5D数据，将2.5D数据转换为能够输入到单独的3D可视化产品中的格式，并且然后运行3D产品以提供3D可视化。如此的3D可视化典型地是相当静态的，实质上提供了2.5D数据的快照。如果用户想要作出改变并且在3D中将它可视化，则用户典型地在2D域中编辑2.5D数据，输出经编辑的2.5D数据，转换经编辑的2.5D数据，并且运行3D产品以可视化该改变。

下面所述的是2D GIS系统和外部的3D可视化产品可以用来确定人物或相机应该在的位置的方式的示例。首先，利用2D GIS系统，用户可以选择第一位置X并且在2D窗口中可视化该位置X，该2D窗口实质上示出了位置X的从上往下看的视图，其中等高线用来表示高度。为了以3D可视化位置X，地理位置信息被打包到文件中并且输出到3D可视化产品。该过程可以利用不同的位置被重复多次，直到找到适当的位置。如能够想像的，这种重复的过程是效率低的。

GIS公司（和产品）中的一部分包括Autodesk（例如，AutoCAD Map 3D^TM）、Bentley系统（例如，Powermap^TM）、ESRI（例如，ArcGIS^TM)、GeoVirtual（例如，GeoShow3D^TM）、Intergraph（例如，GeoMedia^TM）、MultiVision（例如，MultiVision 3DPlus^TM）、Manifold系统（例如，Manifold System^TM）、PitneyBowes（例如，MapInfo^TM）、GE Energy（例如，Smallworld^TM）、和ERDAS（例如，Imagine^TM）。还有例如GRASS或uDig这样的开放源产品、对地理信息的公共访问（例如，Google Earth^TM和交互式web映射），以及当然还有定制产品。

发明内容

本发明的实施方式将由2D GIS系统保持的2.5D GIS信息与3D渲染引擎的3D渲染能力和3D信息集成在一起以提供具有交互式3D界面的集成GIS系统。实质上，系统将GIS信息插入到在3D窗口中的3D渲染内，并且通过拦截用户输入并且转换该用户输入以供2D GIS系统使用而允许用户操控包括在3D窗口中的3D图形标记和其它信息。2D GIS系统可以确定用户正在操作3D窗口中的何处并且因此可以确定在通过3D窗口执行的核心2D GIS功能中使用的相应的2D地理位置坐标。

根据本发明的一个方面，提出了一种将3D可视化系统集成到2D GIS系统中的方法。该方法包括提供在2D GIS系统和3D可视化系统之间的接口。通过所述接口将从所述2D GIS系统接收到的GIS信息提供给所述3D可视化系统；通过所述接口将来自所述3D可视化系统的3D渲染数据提供给所述2D GIS系统；通过所述2D GIS系统产生在显示装置上的3D窗口中的显示，所述显示包括来自所述3D渲染数据的3D图形标记和来自所述2D GIS系统的GIS信息，所述3D图形标记按照地理空间的方式作为所述GIS信息的函数而被显示；以及，通过所述接口将在所述3D窗口中作出的用户选择映射到相应的2D地理位置坐标以供所述2D GIS系统使用。

根据本发明的另一个方面，提出了一种集成GIS系统，该集成GIS系统包括2DGIS系统、3D可视化系统以及在所述2D GIS系统和所述3D可视化系统之间的接口。所述接口被构造为将从所述2D GIS系统接收到的GIS信息提供给所述3D可视化系统并且将来自所述3D可视化系统的3D渲染数据提供给所述2D GIS系统，以用于在显示装置上的3D窗口中的显示，所述显示包括来自所述3D渲染数据的3D图形标记和来自所述2D GIS系统的GIS信息，所述3D图形标记按照地理空间的方式作为所述GIS信息的函数而被显示。所述接口被进一步构造为将在所述3D窗口中作出的用户选择映射到相应的2D地理位置坐标以供所述2D GIS系统使用。

在多个可选的实施方式中，在所述显示装置上显示的所述3D图形标记可以用来改变在所述2D GIS系统中的所述GIS信息。可以通过修改在所述显示装置上的所述3D图形标记的至少一部分并且修改在所述2D GIS系统中的所述GIS信息的相应部分而改变所述GIS信息。这可以包括：例如接收指示所述3D图形标记的至少一部分已经被改变的消息，所述消息具有与所述3D图形标记的改变相关的改变信息；以及，响应于接收到所述消息，基于所述消息的所述改变信息而修改GIS信息。当所述3D图形标记被修改时，基本上实时地改变所述GIS信息。改变GIS信息可以包括改变现有信息和/或添加另外的信息。3D图形标记可以包括GIS信息的三维可视化显示，并且使用3D图形标记可以包括使用输入装置来选择图形对象或将图形对象添加到所述三维可视化显示。3D图形标记可以包括陆地特征的三维可视化。

根据本发明的又一方面，提出了一种修改GIS数据的方法。该方法包括将3D图形标记显示在显示装置上，所述图形标记按照地理空间的方式作为在GIS数据库中的GIS数据的函数而被显示；以及，使用显示在所述显示装置上的所述3D图形标记来修改在所述GIS数据库中的所述GIS数据，包括将与所述3D图形标记相关的用户选择映射到2D地理位置坐标以及基于所述2D地理位置坐标修改所述GIS数据。

在多个可选的实施方式中，修改GIS数据可以包括接收指示所述3D图形标记的至少一部分已经被改变的消息，所述消息具有与所述3D图形标记的改变相关的改变信息；以及，响应于接收到所述消息，基于所述消息的所述改变信息而修改在所述数据库中的所述GIS数据。

附图说明

根据参考附图的下面的进一步的描述，本发明的前述内容和优点将被充分地理解，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施方式的GeoMedia^TM GIS系统的相关部件的示意性框图；

图2是示出根据本发明的示例性实施方式的集成GIS系统的相关部件的示意性框图；

图3是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的引擎接口的功能；

图4是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的Mapview（地图视图）控制器接口的功能；

图5是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的用于经由3D窗口编辑元数据的集成GIS系统的功能；以及

图6是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的用于使用在显示装置上显示的3D图形标记来改变在GIS数据库中的GIS数据的集成GIS系统的功能。

应该注意的是，前面的图和这里描述的元件不必按照构成的比例或者任何比例来绘制。除非文中另外地暗示，否则类似的元件由类似的数字指示。

具体实施方式

定义如在本说明书和所附权利要求中所使用的，下面的术语应该具有指明的意义，除非文中另外要求：

2.5D GIS数据本质上是二维的（例如，二维多段线、多边形、点等），但是每一个坐标由X、Y、Z值表示，其中Z值表示高度。GIS数据可以包括诸如位置、高度、界限、地区、国家、公路、建筑物、水压读数等。每一个元素都可以具有相关联的元数据。例如，公路可以与公路名称、方向、起始/终止地址、公路类型（例如，沙土路vs.铺面道路）等相关联。2.5D GIS数据可以包括图像数据（例如，栅格数据），该图像数据可以重叠或覆盖在地理渲染的成分上。

2D GIS系统或可视化工具是处理2.5D GIS数据以便于使用实质上的2D视图来实现可视化、布置、编辑以及分析的GIS系统。2D视图可以包括诸如等高线或阴影这样的高度表示。2D GIS系统典型地具有添加和删除与符号相关联的2.5D GIS数据的能力、将标识符分配给被添加到可视化工具的数据的能力、发现由可视化工具保持的被给定了标识符的数据的能力、了解何时已经作出了改变的能力、和将canvas坐标转换为地理空间坐标的能力或反之亦然。与仅允许2.5D GIS数据的可视化相反，2D GIS系统允许用户例如通过输入查询和通过编辑数据来处理2.5D GIS本身。在2DGIS系统中的分析的示例包括到各个地址的最佳路径的确定以及在各个消防栓处的水压的估计。

在本发明的实施方式中，3D可视化/渲染产品与2D GIS系统集成以提供交互式3D界面，通过该交互式3D界面可以执行GIS功能。应该理解的是，3D GIS产品可以从scratch发展，或者2D产品可以被修改以实现3D GIS功能，但是如此的功能将是昂贵的并且将花费长时间来发展。本发明的实施方式提供了能够快速地实施的解决方案，具体地，通过实现在2D GIS系统和3D可视化/渲染产品之间的各种接口以及将3D可视化成分（例如，在3D视图中选择的位置）转换为2D可视化成分以便于由2D GIS产品处理来实施，所述3D可视化/渲染产品转换来自2D GIS系统的2.5D数据以便于由3D可视化/渲染产品使用。

在一个具体的实施方式中，诸如由Chantilly，VA的Skyline软件系统股份有限公司销售的TerraExplorer^TM产品这样的3D渲染产品与由Huntsville，AL的Intergraph公司销售的GeoMedia^TM GIS产品集成，尽管应该注意的是，基于下面的教导，其它3D产品可以与GeoMedia^TM或其它GIS产品集成。

图1是示出根据本发明的示例性实施方式的GeoMedia^TM GIS系统110的相关部件的示意性框图。其中，GIS系统110包括GIS分析器111、2D渲染引擎112、地理协调器（geo-coordinator）113、GIS命令接口114、Mapview控制器115以及存储2.5DGIS数据和元数据的GIS数据库120。一般而言，当用户经由GIS命令接口114（例如，通过输入查询例如以定位与特定公路相关的分段）选择要观看的地理区域时，地理协调器113确定需要哪种信息来渲染选择的地理区域。响应于地理协调器113，GIS数据库120将相关的信息发送到GIS分析器111。GIS分析器111处理从GIS数据库120接收到的GIS数据，并且将数据提供到2D渲染引擎112，选择的地理区域可以由2D渲染引擎112渲染。Mapview控制器115接收2D渲染引擎112的输出并且将渲染显示在显示器130上的显示窗口中。

其中，Mapview控制器115操控经由2D地理视图执行的操作。具体地，当用户在2D视图中作出选择时，Mapview控制器115将用户选择映射到具体的2D地理位置坐标。基于该2D地理位置坐标，Mapview控制器115能够通过GIS命令接口114和地理协调器113获得适当的2.5D GIS数据和元数据，以用于满足用户的选择。当用户操控在显示窗口内的信息时，适当地更新在GIS数据库120中的2.5D数据和渲染。

例如，如果用户点击在2D视图中的具体位置，例如像公路或建筑物这样的具体成分，Mapview控制器115可以获得与选择的位置相关联的元数据并且在例如重叠在2D视图上的单独的窗口中显示该元数据。用户可以编辑元数据，在该情形中，经修改的元数据可以存储在GIS数据库120中并且2D渲染可以被更新以反映经修改的信息。

如上所述，3D可视化产品可以用来从2.5D GIS数据产生3D地图，但是这通常包括：输出2.5D GIS数据，将2.5D GIS数据转换为能够输入到单独的3D可视化产品的格式，以及然后运行3D产品以提供3D可视化。如此的3D可视化典型地是相当静态的，实质上提供了2.5D GIS数据的快照。如果用户想要作出改变并且在3D中将它可视化，则用户典型地在2D窗口中作出改变，输出作为结果的经修改的2.5D GIS数据，转换经修改的2.5D GIS数据，并且运行3D可视化产品以可视化该改变。

在本发明的实施方式中，3D可视化产品与2D GIS系统集成以不仅提供3D渲染，而且还提供3D界面，通过该3D界面可以执行GIS功能。在本发明的示例性实施方式中，系统的用户可以例如从现有的2D GIS系统窗口中打开3D窗口，在该情形中，3D窗口显示被选择部分的几何图形的3D视图。用户然后可以按照与在2D窗口中操作相似的方式在3D窗口内操作。该集成的系统将3D可视化产品的3D渲染能力与客户端GIS系统的2D功能相结合地加以综合利用，从而提供3D GIS功能，而基本上不必修改现有的客户端GIS系统。如此，3D支持可以被添加到现有的客户端GIS系统，而不是从scratch发展3D系统。

图2是示出根据本发明的示例性实施方式的集成GIS系统210的相关部件的示意性框图。其中，GIS系统210包括GIS分析器111、2D渲染引擎112、地理协调器113、GIS命令接口114、Mapview控制器115、3D渲染引擎216、3D渲染引擎接口217以及Mapview控制器接口218。引擎接口217和Mapview控制器接口218允许客户端GIS系统与3D渲染引擎216交互并且执行GIS功能，而不要求对客户端GIS系统的实质改变，实质上将下层的3D渲染引擎216的详细内容与标准的客户端GIS命令避开，并且允许客户端GIS系统交互式地处理在3D窗口中被操控的数据。因此，诸如GIS分析器111、2D渲染引擎112、地理协调器113、GIS命令接口114和Mapview控制器115这样的客户端GIS系统的部件与参考图1所示和描述的GIS系统110中的部件实质上相同。

引擎接口217揭示了对于3D渲染引擎216唯一的功能，例如，限定地形的能力（专门针对3D视图）和“飞行一定路径（fly a route）”的能力，同时客户端GIS系统不用必须知道或了解被暴露的3D渲染引擎部件。引擎接口217从GIS分析器111接收与2D渲染引擎112相同的输出，并且基于来自客户端GIS系统的基于矢量的数据和来自3D数据库240的3D数据而产生用于3D渲染引擎216的数据集。利用该数据集，引擎接口217与3D渲染引擎216交互以执行3D渲染并且将渲染数据传递到Mapview控制器接口218。引擎接口217经由3D渲染引擎216的应用程序接口（API）与3D渲染引擎217交互。在示例性实施方式中，3D渲染引擎216为由Chantilly，VA的Skyline软件系统股份有限公司销售的TerraExplorer^TM 3D产品。TerraExplorer API参考指南在http://www.skylinesoft.com/SkylineGlobe/Corporate/Developer/api.aspx线上是可获得的；TerraExplorerAPI参考指南的内容通过引用被完全合并在此。

Mapview控制器接口218是在渲染引擎（例如，2D渲染引擎112和引擎接口217）和Mapview控制器115之间的接口。Mapview控制器接口218将Mapview控制器115与对现有的客户端丰富的GIS（GeoMedia产品系列）命令集的任何影响隔离。这允许客户端GIS系统按照它与最初的2D渲染引擎112交互的相同方式与3D渲染引擎216交互。在该实施方式中，客户端GIS系统没有像完全的3D GIS系统一样理解真实的3D几何图形。然而，3D可视化成分被映射到2D表示以允许客户端GIS执行它的命令。

Mapview控制器接口218从2D渲染引擎112和引擎接口217接收渲染数据，并且实质上用作开关，将合适的渲染数据传递到Mapview控制器115。如果用户在2D窗口中操作，则Mapview控制器接口218将来自2D渲染引擎112的渲染数据传递到Mapview控制器115。如果用户在3D窗口中操作，则Mapview控制器接口218将来自引擎接口217的渲染数据传递到Mapview控制器115。

如上所述，在本发明的示例性实施方式中，系统210的用户可以按照与在2D窗口中操作相似的方式在3D窗口中操作。Mapview控制器接口218实质上拦截用户在3D窗口中采取的动作，诸如选择一个成分或者编辑关于一个成分的信息，并且将如此的动作转换到客户端GIS系统操作的2D域中。客户端GIS系统然后按照好像动作已经在2D窗口中启动一样的基本上相同的方式执行功能。

当用户经由GIS命令接口114选择地理区域时，地理协调器113确定需要哪种类型的信息来渲染选择的地理区域。响应于地理协调器113，GIS数据库120将相关的信息发送到GIS分析器111，并且然后GIS分析器111的输出被传递到2D渲染引擎112和引擎接口217。而且，响应于地理协调器113，3D数据库240将相关的信息发送到引擎接口217。引擎接口217基于GIS分析器111的输出和从3D数据库240接收到的信息而产生用于3D渲染引擎216的输入数据集，并且经由API与渲染引擎216交互以执行3D渲染，如上所述。如上所述，Mapview控制器接口218从2D渲染引擎112和引擎接口217两者接收渲染数据，并且实质上用作开关，将合适的渲染数据传递到Mapview控制器115。Mapview控制器115将渲染显示在显示器130上的3D显示窗口中。

因为Mapview控制器115在2D域中操作，所以在3D窗口中作出的选择由Mapview控制器接口218转换为能够由Mapview控制器115处理的2D成分。具体地，当用户在3D视图中作出选择时，通过实质上切过（carve through）在点击位置处的3D渲染以识别在2D域中点击发生在何处，Mapview控制器接口218将用户选择映射到具体的2D地理位置坐标。基于该2D地理位置坐标，Mapview控制器115能够通过GIS命令接口114和地理协调器113获得适当的2.5D GIS数据和元数据，以用于满足用户的选择。当用户操控在3D显示窗口内的信息时，适当地更新GIS数据库120和3D数据库，并且适当地更新3D渲染以反映改变。

例如，如果用户点击在3D视图中的具体位置例如山顶时，Mapview控制器接口218确定相应的2D地理位置坐标并且将这些坐标传递到Mapview控制器115，该Mapview控制器115可以获得与选择的位置相关联的元数据并且例如在重叠在3D视图上的单独的窗口中显示该元数据。用户可以编辑元数据，在该情形中，经修改的元数据可以存储在GIS数据库120中并且3D渲染可以被更新以反映经修改的信息。

因此，本发明的实施方式将由客户端GIS系统保持的2.5D GIS信息与3D渲染引擎的3D渲染能力和3D信息集成在一起以提供交互式3D GIS系统。实质上，系统将GIS信息插入到在3D窗口中的3D渲染内，并且通过拦截用户输入并且转换该用户输入以便于客户端GIS系统处理而允许用户操控包括在3D窗口中的3D图形标记和其它信息。客户端GIS系统可以确定用户正在操作3D窗口中的何处并且因此可以确定在通过3D窗口执行的核心2D GIS功能中使用的相应的2D地理位置坐标。

例如，正如2D窗口可以包括诸如公路名称、公路方向和公路类型（例如，沙土路vs.铺面道路）这样的元数据，通过将元数据有效地重叠在3D渲染上，如此的元数据可以包括在3D窗口中。如上所述，本质的GIS系统典型地允许用户配置在具体的视图中显示的各种类型的元数据，并且该配置被传送到3D窗口环境，从而用户在3D窗口中看到将在相应的2D窗口中看到的相同类型的元数据。

相似地，正如在2D窗口中，用户可以选择（例如，点击）在3D窗口中的项目，诸如公路或建筑物，并且系统针对选择的项目按照由用户配置的程度将相关联的元数据例如显示在用户可以修改信息的单独窗口中。此外，该元数据有效地重叠到3D渲染上。

而且，正如在2D窗口中，用户可以对在3D窗口内的3D图形标记和/或元数据作出改变（例如，修改现有的数据或者添加另外的数据），并且用户输入被系统拦截，例如，通过下述来实施：当必要时修改2.5D GIS数据（并且可选地，修改3D数据）以反映该改变，并且然后基于经修改的数据而生成经更新的3D渲染以反映该改变。因此，当用户修改在显示装置上的一部分的3D图形标记（例如，用户删除成分）或元数据（例如，用户编辑建筑物的高度）时，系统接收包括与改变相关的改变信息的消息，并且当用户进行了上述修改时，系统基于在该消息中的改变信息而基本上实时地修改在GIS数据库中的相应部分的GIS信息（并且可选地，修改相应部分的3D数据）。经修改的数据经由引擎接口馈送到3D渲染引擎以产生包括该改变的经修改的3D渲染。

应该注意的是，在一个具体的实施方式中，来自3D数据库的信息可以用来产生3D渲染，但是当经由3D窗口作出改变时，3D数据库中的3D数据不被改变。然而，在可选的实施方式中，在3D数据库中的3D数据可以被修改。

如此，对2D GIS系统及其各种命令和控制熟悉的用户可以容易地利用3D窗口来获得相同类型的信息并且执行在相应的2D窗口中可用的相同类型的操作，同时还提供另外的3D功能，诸如在3D空间中执行所谓的飞过（Fly-throughs）的能力。

在任何给定的时间，用户可以在2D窗口中、3D窗口中或者2D窗口和3D窗口中（即，同时打开两个窗口）观察地理数据。在后一种情形中，在一个窗口中采取的动作可以实时地反映在两个窗口中。例如，如果用户选择在3D窗口中显示的特定的元素，那么系统可以在两个窗口中针对选择的元素强调突出该元素和/或显示相关的元数据。相似地，如果用户在3D窗口中作出改变，则系统可以向2D渲染引擎和3D渲染引擎提供经更新的2.5D信息，并且根据相应的渲染引擎的输出而更新每一个窗口。应该注意的是，特别地由于3D显示的3D图形性质，在2D显示中“可视”的元素在3D显示中可能不是“可视”的，并且反之亦然，因此，如此的元素的选择或修改可能导致在一个显示中的改变，但是在另一个显示中没有（例如，如果用户将选择在2D窗口中的建筑物（该建筑物在3D窗口中被山遮挡），那么可以在2D窗口中强调突出而对于3D窗口没有影响）。可选地，系统可以改变在窗口中的视角以将选择的之前被遮挡的元素带入视图中。

图3是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的引擎接口的功能。在方块302中，引擎接口从GIS分析器接收2.5D信息。在方块304中，引擎接口从3D数据库接收3D信息。在方块306中，引擎接口生成用于3D渲染引擎的输入数据集。在方块308中，引擎接口经由3D渲染引擎API与3D渲染引擎交互，以便于输入数据集的渲染。在方块310中，引擎接口将3D渲染输出传递到Mapview控制器接口以用于在3D窗口中的显示。

图4是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的Mapview控制器接口的功能。在方块402中，Mapview控制器接口从引擎接口接收3D渲染输出。在方块404中，Mapview控制器接口将3D渲染输出传递到Mapview控制器以用于在3D窗口中的显示。在方块406中，Mapview控制器接口接收包括在3D窗口中作出的用户选择的消息。在方块408中，Mapview控制器接口将用户选择映射到相应的2D地理位置坐标。在方块410中，Mapview控制器接口将2D地理位置坐标提供到Mapview控制器以允许Mapview控制器获得适当的GIS信息，从而按用户的选择作用。

图5是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的用于例如基于由Mapview控制器接口确定的2D地理位置坐标，经由3D窗口编辑元数据的集成GIS系统的功能。在方块502中，系统在单独的窗口中显示与在3D窗口中的用户选择相关联的元数据。在方块504中，系统接收包括元数据的用户修改的消息。在方块506中，系统当必要时更新在GIS数据库中的2.5D数据以反映经修改的元数据。在方块507中，系统当必要时可选地更新在3D数据库中的3D数据以反映经修改的元数据。在方块508中，系统适当地将经修改的GIS和/或3D信息传递到引擎接口以用于更新3D渲染。在方块510中，系统适当地使得3D窗口显示被更新以反映经编辑的元数据。

图6是逻辑流程图，该逻辑流程图示意性地描述了根据本发明的示例性实施方式的用于例如基于由Mapview控制器接口确定的2D地理位置坐标，使用在显示装置上显示的3D图形标记来改变在GIS数据库中的GIS数据的集成GIS系统的功能。在方块602中，系统接收包括选择的部分的3D图形标记的用户修改的消息。在方块604中，系统当必要时基于所述修改而更新在GIS数据库中的2.5D数据。在方块605中，系统当必要时基于所述修改而可选地更新在3D数据库中的3D数据。在方块606中，系统适当地将经修改的GIS和/或3D信息传递到引擎接口以用于更新3D渲染。在方块608中，系统适当地使得3D窗口显示被更新以反映经编辑的3D图形标记。

应该注意的是，这里描述的集成方案提供了用于将3D GIS支持合并到2D GIS产品中的途径。具体地，可以通过组合、代替以及/或者添加多个部件而随着时间修改在图2中所示的集成GIS系统。如此的修改可以分阶段地进行。例如，GIS和3D数据库可以被结合到共同的数据库中，同时对其它系统部件作出适当的改变。而且，可以针对3D（例如，测定体积的）支持而修改现有的GIS命令，从而提供3D信息的增强的处理。可以通过实现用于新的引擎的引擎接口以及更新Mapview控制器接口以适应该新的引擎接口来实质上添加针对其它引擎的支持。实质上可以逐个部件地进行其它修改/增强。

因此，本发明的实施方式不仅仅是转换GIS数据、输出GIS数据和运行3D渲染引擎的现有技术方式的内在化。而是，本发明的实施方式集成了2.5D GIS和3D信息以用于两种方式的可视化、布置、分析和编辑。具体地，2.5D GIS信息和3D信息被组合以产生3D渲染，用户通过该3D渲染可以执行各种可视化、布置、分析和编辑任务。当通过3D窗口作出任何添加和改变时，实时地更新GIS数据（并且可选地，3D数据）以及3D渲染。

应该注意的是，引擎接口217和Mapview控制器接口218被描述为单独的实体，但是并不是一定要彼此分离地实现，也不是要与2D GIS系统部件分离地实现。而是，引擎接口217和Mapview控制器接口218表示在2D GIS系统部件和3D可视化系统部件之间的允许实现所述功能的总的接口，而不用必须实质上修改2D GIS系统部件或3D可视化系统部件。

应该注意的是，逻辑流程在这里可以被描述为展示本发明的各个方面，而且不应该被理解为将本发明限制为任何具体的逻辑流程或逻辑实施。在不改变总的结果或者脱离本发明的真实范围的情况下，描述的逻辑可以被划分为不同的逻辑块（例如，程序、模块、功能或子例程）。时常地，在不改变总的结果或者脱离本发明的真实范围的情况下，逻辑元件可以被添加、修改、省略、以不同顺序执行、或者利用不同的逻辑设计实现（例如，逻辑门、循环基元、条件逻辑和其它逻辑设计）。

本发明还可以具体体现为很多不同的形式，包括（但不限于）：适用于处理器（例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器或通用计算机）的计算机程序逻辑、适用于可编程逻辑器件（例如，现场可编程门阵列（FPGA）或其它PLD）的可编程逻辑、分离的部件、集成电路（例如，专用集成电路（ASIC））或者包括其任意组合的任何其它装置。在本发明的典型的实施方式中，描述的所有逻辑主要地被实现为转换成计算机可执行格式的计算机程序指令的集，例如存储在计算机可读介质中，并且在操作系统的控制下由微处理器执行。

实现了这里描述的功能的所有或一部分的计算机程序逻辑可以具体体现为各种形式，包括（但不限于）：源代码格式、计算机可执行格式和各种中间格式（例如，由汇编器、编译器、目标代码连接器或定位器生成的格式）。源代码可以包括以各种编程语言（例如，目标码、汇编语言或者诸如Fortran、C、C++、JAVA或HTML这样的高级语言）实现的一系列的计算机程序指令，以用于各种操作系统或操作环境。源代码可以定义和使用各种数据结构和通信消息。源代码可以为计算机可执行格式（例如，经由解释器），或者源代码可以（例如，经由译码器、汇编器或编译器）被转换为计算机可执行格式。

实现了这里描述的功能的所有或一部分的计算机程序逻辑可以在单个处理器（例如，并存地）上在不同的时间执行，或者可以在多个处理器上在相同的时间或不同的时间执行，并且可以在单个操作系统进程/线程下或者在不同的操作系统进程/线程下运行。因此，术语“计算机进程”一般地指计算机程序指令集的执行，与不同的计算机进程是否在相同或不同的处理器上执行无关，也与不同的计算机进程是否在相同的操作系统进程/线程下或者在不同的操作系统进程/线程下运行无关。

计算机程序可以以任何格式（例如，源代码格式、计算机可执行格式或中间格式）永久地或暂时地安装在有形存储介质中，该有形存储介质例如为半导体存储装置（例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM或闪速可编程RAM）、磁性存储器装置（例如，磁盘或硬盘)、光学存储器装置（例如，CD-ROM）、PC卡（例如，PCMCIA卡）或其它存储器装置。计算机程序可以为任何信号形式，该信号可利用多种通信技术中任何一种来传输到计算机，所述多种通信技术包括但不限于模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术（例如，蓝牙）、网络化技术和网络互连技术。计算机程序可以分配在任何形式中，例如具有伴随的印刷或电子文件的可拆卸存储介质（例如，紧缩套装软件），预载计算机系统（例如，在系统ROM或硬盘上），或者通过通信系统（例如，互联网或万维网）从服务器或电子公告板分发。

实现了这里描述的功能的所有或一部分的硬件逻辑（包括适用于可编程逻辑器件的可编程逻辑）可以利用传统的人工方法来设计，或者可以利用诸如计算机辅助设计（CAD）、硬件描述语言（例如，VHDL或AHDL）或PLD编程语言（例如，PALASM、ABEL或CUPL）来设计、获得、仿真或电子文档化。

可编程逻辑可以永久地或暂时地安装在有形存储介质中，该有形存储介质例如为半导体存储装置（例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM或闪速可编程RAM）、磁性存储器装置（例如，磁盘或硬盘)、光学存储器装置（例如，CD-ROM）或其它存储器装置。可编程逻辑可以为任何信号形式，该信号可利用多种通信技术中任何一种来传输到计算机，所述多种通信技术包括但不限于模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术（例如，蓝牙）、网络化技术和网络互连技术。可编程逻辑可以分配为具有伴随的印刷或电子文件的可拆卸存储介质（例如，紧缩套装软件），预载计算机系统（例如，在系统ROM或硬盘上），或者通过通信系统（例如，互联网或万维网）从服务器或电子公告板分配。当然，本发明的一些实施方式可以实施为软件（例如，计算机程序产品）和硬件的组合。本发明的另一些实施方式被完全实施为硬件或完全实施为软件。

在不脱离本发明的真实范围的情况下，本发明可以以其它具体的形式来具体体现。对“本发明”的任何指代都旨在指代本发明的示例性实施方式，并且不应该被理解为指代本发明的所有实施方式，除非文中另外地要求。描述的实施方式在所有方面都应该被认为仅是示例性的和非限制性的。

Claims (20)

1.一种将3D可视化系统与2D GIS系统集成以提供交互式3D界面的方法，所述方法包括：

提供在所述2D GIS系统和所述3D可视化系统之间的接口；

通过所述接口将从所述2D GIS系统接收到的GIS信息提供给所述3D可视化系统；

通过所述接口将来自所述3D可视化系统的3D渲染数据提供给所述2D GIS系统；

通过所述2D GIS系统产生在显示装置上的3D窗口中的显示，所述显示包括来自所述3D渲染数据的3D图形标记和来自所述2D GIS系统的GIS信息，所述3D图形标记按照地理空间的方式作为所述GIS信息的函数而被显示；以及

通过所述接口将在所述3D窗口中作出的用户部分映射到相应的2D地理位置坐标以供所述2D GIS系统使用。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

使用在所述显示装置上显示的所述3D图形标记来改变在所述2D GIS系统中的所述GIS信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，使用所述3D图形标记来改变所述GIS信息包括：

修改在所述显示装置上的所述3D图形标记的至少一部分；以及

修改在所述2D GIS系统中的所述GIS信息的相应部分。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，使用所述3D图形标记来改变所述GIS信息包括：

接收指示所述3D图形标记的至少一部分已经被改变的消息，所述消息具有与所述3D图形标记的改变相关的改变信息；以及

响应于接收到所述消息，基于所述消息的所述改变信息而修改在所述2D GIS系统中的所述GIS信息。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述3D图形标记被修改时，基本上实时地改变所述GIS信息。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，改变所述GIS信息包括改变现有信息和添加另外的信息中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述3D图形标记包括所述GIS信息的三维可视化显示。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，使用所述3D图形标记包括利用输入装置选择图形对象或将图形对象添加到所述三维可视化显示。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述3D图形标记包括陆地特征的三维可视化。

10.一种包括交互式3D界面的集成GIS系统，所述系统包括：

客户端2D GIS系统；

3D可视化系统；和

在所述2D GIS系统和所述3D可视化系统之间的接口，所述接口被构造为将从所述2D GIS系统接收到的GIS信息提供给所述3D可视化系统并且将来自所述3D可视化系统的3D渲染数据提供给所述2D GIS系统，以用于在显示装置上的3D窗口中的显示，所述显示包括来自所述3D渲染数据的3D图形标记和来自所述2D GIS系统的GIS信息，所述3D图形标记按照地理空间的方式作为所述GIS信息的函数而被显示，所述接口被进一步构造为将在所述3D窗口中作出的用户选择映射到相应的2D地理位置坐标以供所述2D GIS系统使用。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述2D GIS系统被进一步构造为响应于对显示在所述显示装置上的所述3D图形标记作出的改变而改变在所述2D GIS系统中的所述GIS信息。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述2D GIS系统被构造为修改与所述3D图形标记的经修改的部分相对应的在GIS数据库中的GIS数据的一部分。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述2D GIS系统被构造为接收指示所述3D图形标记的至少一部分已经被改变的消息，所述消息具有与所述3D图形标记的改变相关的改变信息，并且所述2D GIS系统被构造为响应于接收到所述消息，基于所述消息的所述改变信息而修改在所述2D GIS系统中的所述GIS信息。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，当所述3D图形标记被修改时，所述2D GIS系统基本上实时地改变所述GIS信息。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述2D GIS系统被构造为通过改变现有信息和添加另外的信息中的至少一种来改变所述GIS信息。

16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述3D图形标记包括所述GIS信息的三维可视化显示。

17.根据权利要求16所述的系统，所述系统进一步包括输入装置，所述输入装置被用来选择图形对象或将图形对象添加到所述三维可视化显示。

18.根据权利要求10所述的系统，其中，所述3D图形标记包括陆地特征的三维可视化。

19.一种修改GIS数据的方法，所述方法包括：

将3D图形标记显示在显示装置上，所述图形标记按照地理空间的方式作为在GIS数据库中的GIS数据的函数而被显示；以及

使用显示在所述显示装置上的所述3D图形标记来修改在所述GIS数据库中的所述GIS数据，包括将与所述3D图形标记相关的用户选择映射到2D地理位置坐标以及基于所述2D地理位置坐标修改所述GIS数据。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，修改所述GIS数据包括：

接收指示所述3D图形标记的至少一部分已经被改变的消息，所述消息具有与所述3D图形标记的改变相关的改变信息；以及

响应于接收到所述消息，基于所述消息的所述改变信息而修改在所述数据库中的所述GIS数据。

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