一、 項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)
（一）建立三維GIS平臺(tái)
建立三維可視化、多元化海域陸域集成部分地理信息平臺(tái)。
（二）實(shí)現(xiàn)三維GIS多領(lǐng)域化應(yīng)用
實(shí)現(xiàn)三維GIS應(yīng)用到資源開(kāi)發(fā)、數(shù)字城市建設(shè)、海洋開(kāi)發(fā)等多領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)價(jià)值多元化目的。
（三）真四維時(shí)空GIS
在三維GIS平臺(tái)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)真四維時(shí)空GIS。
(四)利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行知識(shí)發(fā)現(xiàn)
空間數(shù)據(jù)挖掘是從空間數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取隱含的知識(shí)、空間關(guān)系以及其他非顯式的包含在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中但以別的模式存在的信息供用戶使用，這是GIS應(yīng)用的較高層次。
（五）建立空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（SpatialDatawarehouse）
空間數(shù)據(jù)量非常大，而且數(shù)據(jù)大都分散在政府、私人機(jī)構(gòu)、公司的各個(gè)部門(mén)，數(shù)據(jù)的管理與使用就變得非常復(fù)雜，但這些空間數(shù)據(jù)又具有極大的科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此需重視空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建立工作，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)優(yōu)化目的。
（六）GIS產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
依靠現(xiàn)有的技術(shù)和研發(fā)，形成GIS產(chǎn)業(yè)鏈，為創(chuàng)建智慧添磚加瓦。
（七）實(shí)現(xiàn)三維GIS普及化
在條件成熟的情況下，開(kāi)發(fā)三維GIS手機(jī)客戶端，推廣三維GIS。
二、 項(xiàng)目實(shí)施方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分析
（一）項(xiàng)目實(shí)施方案
三維地理信息系統(tǒng)是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，由于起步較晚，因此實(shí)現(xiàn)三維地理信息系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，系統(tǒng)建設(shè)要由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，分三個(gè)階段進(jìn)行。
第一階段目標(biāo)：
準(zhǔn)確無(wú)誤的收集海域陸域信息；建立三維信息管理系統(tǒng)；GIS使用人員培訓(xùn)并能獨(dú)立使用系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。
第一階段工作內(nèi)容：
1、成立專班，確定崗位人員；
2、收集本島海域陸域信息數(shù)據(jù)；
3、進(jìn)行三維GIS系統(tǒng)的研發(fā)；
4、配合三維GIS軟件提供方完成GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入，初步建立GIS系統(tǒng)；
5、三維GIS系統(tǒng)使用人員培訓(xùn)，能獨(dú)立完成三維GIS后期數(shù)據(jù)錄入；
6、實(shí)現(xiàn)三維可視化
第二階段目標(biāo)：
完成周邊島嶼陸域海域信息數(shù)據(jù)收集；周邊島嶼陸域海域信息數(shù)據(jù)錄入GIS系統(tǒng)。
第二階段工作內(nèi)容：
1、周邊島嶼信息數(shù)據(jù)收集
2、自己完成收集信息數(shù)據(jù)錄入GIS系統(tǒng)
3、實(shí)現(xiàn)三維可視化
第三階段目標(biāo)：
建立三維GIS數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)；保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行及維護(hù)。
第三階段工作內(nèi)容：
1、建立三維GIS數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)；
2、在GIS系統(tǒng)上進(jìn)行管網(wǎng)及設(shè)備的日常維修、管網(wǎng)規(guī)劃及優(yōu)化設(shè)計(jì)；
3、后期項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。
（二）技術(shù)路線
1、大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)與快速處理
在三維GIS中，無(wú)論是基于矢量結(jié)構(gòu)還是基于柵格結(jié)構(gòu)，對(duì)于不規(guī)則地學(xué)對(duì)象的精確表達(dá)都會(huì)遇到大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)與處理問(wèn)題。除了在硬件上靠計(jì)算機(jī)廠商生產(chǎn)大容量存儲(chǔ)設(shè)備和快速處理器外，還應(yīng)該研究軟件方面的算法以提高效率，例如針對(duì)不同條件的各種高效數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)、并行處理算法、小波壓縮算法及在壓縮狀態(tài)下的直接處理分析等。
2、完整的三維空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
三維空間數(shù)據(jù)庫(kù)是三維GIS的核心，它直接關(guān)系到數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、處理、分析和輸出等GIS的各個(gè)環(huán)節(jié)，它的好壞直接影響著整個(gè)GIS的性能。而三維空間數(shù)據(jù)模型是人們對(duì)客觀世界的理解和抽象，是建立三維空間數(shù)據(jù)庫(kù)的理論基礎(chǔ)。三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是三維空間數(shù)據(jù)模型的具體實(shí)現(xiàn)，是客觀對(duì)象在計(jì)算機(jī)中的底層表達(dá)，是對(duì)客觀對(duì)象進(jìn)行可視表現(xiàn)的基礎(chǔ)。
3、三維空間分析方法的開(kāi)發(fā)
空間分析能力在二維GIS中就比較薄弱，目前大多數(shù)的GIS都不能做到?jīng)Q策層次上來(lái)，只能作為一個(gè)大的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足簡(jiǎn)單的編輯、管理、查詢和顯示要求，不能為決策者直接提供決策方案。其中很大一個(gè)原因就是在現(xiàn)有的GIS中，空間分析的種類(lèi)及數(shù)量都很少。在三維GIS中，同樣面臨著這個(gè)問(wèn)題。因此，研究開(kāi)發(fā)GIS的基本空間分析及將各領(lǐng)域的專家知識(shí)入嵌入GIS中，是三維GIS發(fā)展的一個(gè)重要方面。
具體實(shí)現(xiàn)如下：
（1）用戶信息獲取模塊
用戶在初次使用系統(tǒng)時(shí)首先運(yùn)行此模塊，獲取用戶的基本信息及其使用場(chǎng)景與目的并將其存儲(chǔ)，根據(jù)既定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用界面的選擇，再次登陸時(shí)此模塊不再自動(dòng)運(yùn)行，但支持增加新用戶及修改用戶信息，并允許用戶自由選擇界面。
（2）數(shù)據(jù)模塊
數(shù)據(jù)模塊的建立包括數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、數(shù)據(jù)的組織與管理和數(shù)據(jù)的處理三個(gè)方面。數(shù)據(jù)格式采用二維與三維數(shù)據(jù)的集成，二維數(shù)據(jù)選擇的是國(guó)軍標(biāo)數(shù)據(jù)，針對(duì)三維空間分析與交互的要求，選擇3dsmax的交換格式3ds和自定義的3dgd兩種矢量數(shù)據(jù)格式作為數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)處理中包含生成低精度LOD的部分。
（3）界面模塊
針對(duì)不同用戶進(jìn)行認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，形成適合不同類(lèi)型用戶的基本界面并添加到系統(tǒng)界面庫(kù)中，用于支持用戶的不同要求。界面庫(kù)采用可編輯的方式，允許專業(yè)用戶根據(jù)自己的需求進(jìn)行添加和修改界面。
（4）表現(xiàn)形式選擇模塊
在小比例尺范圍，即符號(hào)空間內(nèi)采用二維形式來(lái)表現(xiàn)，隨著用戶所需觀察區(qū)域的縮小，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)置閾值(比例尺為1∶5000較為理想)，在比例尺大于閾值后轉(zhuǎn)變?yōu)槿S表現(xiàn)，采用五個(gè)層次的LOD。對(duì)于對(duì)三維表現(xiàn)沒(méi)有要求的用戶，允許選擇純二維的表現(xiàn)形式。
（5）空間分析模塊
二維表現(xiàn)形式的環(huán)境中提供空間查詢、量算、疊置分析、緩沖區(qū)分析及網(wǎng)絡(luò)分析等GIS基本功能;三維環(huán)境中，由于其空間表現(xiàn)的復(fù)雜性，僅僅提供查詢、量算及疊置分析的功能，其他功能用戶可以在同一區(qū)域的二維環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。
（6）圖形交互編輯模塊
空間數(shù)據(jù)采用具有拓?fù)潢P(guān)系的頂點(diǎn)、邊線、三角形和四面體的模型來(lái)表現(xiàn)空間對(duì)象，該模塊提供編輯工具，允許用戶根據(jù)需要對(duì)空間對(duì)象及其構(gòu)成要素進(jìn)行編輯和修改，相關(guān)要素根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系自動(dòng)更改。
將中間件技術(shù)應(yīng)用到三維GIS的集成技術(shù)框架主要研究將專業(yè)空間分析模型以中間件的方式集成到各個(gè)專題應(yīng)用的三維GIS系統(tǒng)中，稱為三維GIS專業(yè)空間分析中間件。整個(gè)系統(tǒng)遵循３層體系結(jié)構(gòu)，在分布式系統(tǒng)中，中間層通過(guò)采用中間件技術(shù)，屏蔽底層的系統(tǒng)平臺(tái)異構(gòu)和數(shù)據(jù)多源異構(gòu)。當(dāng)客戶端進(jìn)行某項(xiàng)應(yīng)用操作時(shí)，通過(guò)接口代理向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，根據(jù)對(duì)用戶請(qǐng)求的分析，由中間件管理引擎調(diào)用相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)部分在這種開(kāi)發(fā)模式下，可以提高專業(yè)空間分析模型的重用率，模塊與軟件組合更加靈活且不必考慮平臺(tái)的異構(gòu)性，大大降低了開(kāi)發(fā)成本和難度。
（四）組織方式
從項(xiàng)目組織形式的特點(diǎn)和各類(lèi)來(lái)看，一個(gè)項(xiàng)目有多種組織形式可以選擇，迢懲戒、獨(dú)立式、直線式、矩陣式。矩陣式項(xiàng)目組織還可以分為弱矩陣型和強(qiáng)矩陣型。這些項(xiàng)目組織形式，各有其使用范圍、使用條件和特點(diǎn)。既不能說(shuō)哪一種項(xiàng)目組織形式先進(jìn)或落后，好或不好。因此，在選擇具體的項(xiàng)目組織形式時(shí)，必須考慮如下因素：
1、項(xiàng)目身軀的情況，如規(guī)模、難度、復(fù)雜程度、項(xiàng)目結(jié)構(gòu)狀況、子項(xiàng)目數(shù)量和特征。
2、上層系統(tǒng)（企業(yè)）組織狀況，以及同時(shí)承擔(dān)的項(xiàng)目數(shù)量或項(xiàng)目任務(wù)范圍。
3、項(xiàng)目對(duì)效率與成本的需要，通常情況下，可采用高效率、低成本的項(xiàng)目組織形式，采用簡(jiǎn)便、快速的決策形式，使項(xiàng)目各方面能高效的運(yùn)行。
（五）課題分析
利用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維地理信息系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)，它的提出一定程度上是為了克服二維系統(tǒng)的缺陷，從而滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。三維地理信息系統(tǒng)能更真實(shí)、直觀地反應(yīng)客觀世界，并且具有更加豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型。本課題主要對(duì)三維可視化相關(guān)技術(shù)和方法進(jìn)行了比較全面的分析和探討，對(duì)比了各種數(shù)據(jù)采集方法，分析了數(shù)據(jù)處理流程中可能產(chǎn)生的誤差，給出了幾種誤差控制的方法，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)可視化系統(tǒng)中比較重要的地形和地物兩類(lèi)數(shù)據(jù)，給出了各自的采集和處理方法；接下來(lái)介紹了幾種比較重要的三維空間數(shù)據(jù)模型，對(duì)比和分析了各自的特點(diǎn)和適用范圍，結(jié)合地形和地物，討論了數(shù)據(jù)模型的選取和模型的建立方法；介紹了可視化過(guò)程中幾個(gè)比較關(guān)鍵的技術(shù)，以及幾種常用的可視化工具，并進(jìn)行了比較，最終實(shí)現(xiàn)利用中間件技術(shù)，更好地實(shí)現(xiàn)三維GIS。
建立這樣一種利用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)新型的理論、方法、技術(shù)和平臺(tái)體系具有兩個(gè)方面的重要性，一方面，從計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)發(fā)展的角度，這種新型的理論、方法和技術(shù)將成為面向Internet計(jì)算環(huán)境的一套先進(jìn)的軟件工程方法學(xué)體系，為二十一世紀(jì)計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展構(gòu)造理論基礎(chǔ)；另一方面，這種基于Internet計(jì)算環(huán)境上軟件的核心理論、方法和技術(shù)，將為我國(guó)在未來(lái)5-10年建立面向Internet的軟件產(chǎn)業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在基于Internet新型中間件平臺(tái)等方面形成具有特色的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)專利，為我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展提供核心技術(shù)的支持。
三、 計(jì)劃進(jìn)度安排
項(xiàng)目實(shí)施時(shí)期的進(jìn)度安排也是可行性研究報(bào)告的一個(gè)重要組成部分。所謂項(xiàng)目實(shí)施時(shí)期可稱為投資時(shí)期，是指從正式確定建設(shè)項(xiàng)目到項(xiàng)目達(dá)到正常生產(chǎn)這段時(shí)間，這一時(shí)期包括項(xiàng)目實(shí)施準(zhǔn)備、資金籌集安排、勘察設(shè)計(jì)和設(shè)備訂貨、施工準(zhǔn)備、施工和生產(chǎn)準(zhǔn)備、試運(yùn)轉(zhuǎn)直到竣工驗(yàn)收和交付使用等各個(gè)工作階段。這些階段的各項(xiàng)投資活動(dòng)和各個(gè)工作環(huán)節(jié)，有些是相互影響，前后緊密銜接的；也有些是同時(shí)開(kāi)展、相互交叉進(jìn)行的。因此，在可行性研究階段，需將項(xiàng)目實(shí)施時(shí)期各個(gè)階段的各個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、綜合平衡，作出合理而又切實(shí)可行的安排。
1.系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施階段
2.建立項(xiàng)目實(shí)施管理機(jī)構(gòu)
3.資金籌集安排
4.施工準(zhǔn)備
5.施工和生產(chǎn)準(zhǔn)備
6.竣工驗(yàn)收
7.項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度
四、 現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和條件
（一）工作基礎(chǔ)
90年代以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷突破以及其它相關(guān)理論和技術(shù)的完善，GIS在全球得到了迅速的發(fā)展。在海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、表達(dá)、顯示及數(shù)據(jù)共享技術(shù)等方面都取得了顯著的成效，其概括起來(lái)有以下幾個(gè)方面：
1、硬件系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶機(jī)結(jié)構(gòu)，初步形成了網(wǎng)絡(luò)化、分布式、多媒體GIS；
2、在GIS的設(shè)計(jì)中，提出了采用“開(kāi)放的GIS環(huán)境”的概念，最終以實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)共享為目標(biāo)；
3、高度重視數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)質(zhì)量的問(wèn)題，并已形成一些較為可行的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；
4、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)已經(jīng)問(wèn)世，正在發(fā)展稱之為“對(duì)象--關(guān)系DBMS（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）”；
5、以GIS為核心的“3S”技術(shù)的逐漸成熟，為資源與環(huán)境工作提供了空間數(shù)據(jù)新的工具和方法；
6、新的數(shù)學(xué)理論和工具采用GIS，使其信息識(shí)別功能、空間分析功能得以增強(qiáng)等等。目前中間件技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，已經(jīng)出現(xiàn)了不同層次、不同類(lèi)型的中間件產(chǎn)品。大致可分為以下幾類(lèi)：
1、消息中間件(MessageOrientmiddleware：MOM)
將數(shù)據(jù)從一個(gè)應(yīng)用程序發(fā)送到另一個(gè)應(yīng)用程序，這就是消息中間件的主要功能。 它要負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)通信的通道，進(jìn)行數(shù)據(jù)的可靠傳送。保證數(shù)據(jù)不重發(fā)，不丟失，消息中間件的一個(gè)重要作用是可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)操作，為不同操作系統(tǒng)上的應(yīng)用軟件集成提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。它適用于進(jìn)行非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，如銀行間結(jié)算數(shù)據(jù)的傳送。主要的產(chǎn)品有：IBMMQSeriesBEAMessageQBEATuxedo/QMicroSoftMSMQ東方通科技tonglink/q。
2、交易中間件(TransactionProcessing：TP)
交易中間件也和消息中間件一樣具有跨平臺(tái)，跨網(wǎng)絡(luò)的能力，但它的主要功能是管理分布于不同計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)的一致性，協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)處理分布式事務(wù)，保障整個(gè)系統(tǒng)的性能和可靠性。交易中間件所遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)是x/opendtp模型。它適用于聯(lián)機(jī)交易處理系統(tǒng)，如銀行的ATM系統(tǒng)，電信的計(jì)費(fèi)營(yíng)收系統(tǒng)。主要產(chǎn)品有：BEATUXEDO，IBMCICS，東方通科技tongeasy
3、對(duì)象中間件(ObjectMomitor)
對(duì)象中間件也叫ObjectTPMomitor，它一般也具有交易中間件的功能，但它是按面向?qū)ο蟮哪Ｊ絹?lái)組織體系結(jié)構(gòu)的，在線的電子交易很適合采用這種中間件類(lèi)型。因?yàn)檫@種類(lèi)型的應(yīng)用會(huì)被頻繁的修改，面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)可以保持足夠的彈性來(lái)應(yīng)付這種改動(dòng)。提到面向?qū)ο蟮闹虚g件，就不得不提到對(duì)象請(qǐng)求代理(ObjectRequestBrokers：ORBs)，現(xiàn)在有3種對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)，CORBA，EJB，COM+，ORBs是一組協(xié)議或是標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的對(duì)象中間件都是按照上面三種體系結(jié)構(gòu)的某一種來(lái)構(gòu)造的如：BorlandVisiBroker，MicroSoftTransactionServer，IONAorbix，IBMcomponentbroker，東方通科技tongbroker
4、應(yīng)用服務(wù)器(ApplicationServer)
應(yīng)用服務(wù)器主要用來(lái)構(gòu)造基于WEB的應(yīng)用，是企業(yè)實(shí)施電子商務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)。它一般是基于J2EE體系結(jié)構(gòu)。讓網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)、部署、管理變得更加容易。使開(kāi)發(fā)人員專注于業(yè)務(wù)邏輯。主要的產(chǎn)品有BEAweblogicIBMwebspere，BorlandAppServer等，還有一些開(kāi)放源代碼的J2EE應(yīng)用服務(wù)器，如JBOSS等。
5、企業(yè)級(jí)應(yīng)用集成(EnterpriseApplicationIntergration：EAI)
一個(gè)大型企業(yè)內(nèi)部往往有很多的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，EAI可用于對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行有效的整合。使它們之間能夠互相訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)互操作。EAI所提供的上層開(kāi)發(fā)工具或許是EAI和其他中間件最大的區(qū)別，它允許用戶自定義商業(yè)邏輯和自動(dòng)使數(shù)據(jù)對(duì)象符合這些規(guī)則。EAI的典型用戶是那些巨型企業(yè)的大量應(yīng)用系統(tǒng)的整合，主要的產(chǎn)品有BEAELINK，BEAWLI等。
6、安全中間件(SecurityMiddlewares)
近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，信息安全越來(lái)越受到普遍關(guān)注，安全中間件也應(yīng)運(yùn)而生。安全中間件是以公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）為核心的、建立在一系列相關(guān)國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)之上的一個(gè)開(kāi)放式應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)，向上為應(yīng)用系統(tǒng)提供開(kāi)發(fā)接口，向下提供統(tǒng)一的密碼算法接口及各種ic卡、安全芯片等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)接口。主要產(chǎn)品有：ENTRUSTentrus，東方通科技tongsec等。
現(xiàn)有的三維GIS技術(shù)和中間件技術(shù)，為發(fā)展以中間件技術(shù)為基準(zhǔn)的三維地理信息平臺(tái)提供了很好的依據(jù)和借鑒。
原文來(lái)自：http://www.nutritioncertificationboard.com/blog/index.php/article/57.html