一.摘要
地理信息系统（GIS）在农业、林业，城市建设等各个行业都有着巨大作用，也出现了很多构建地理信 息的方法，如利用卫星遥感、无人机拍摄等，以及相应的开源软件，如OpenDroneMap等。而在林业中，地理信息系统对于植被信息的数据统计非常有用，但是由于树林等植被密度较高，结构较复杂，利用卫星遥感和无人机并不能很好的获得树木的种类和数量等信息，对于树木的三维信息更是缺少相应的测量手段。 本项目是在此背景下，希望利用手机这一工具对校园不同道路两边的树木进行拍摄，并通过手机拍摄的角度和GPS位置信息，推测出树木的位置、种类等，并重构树木的三维特征，为缺少植被信息的GIS系统提供必要的数据。
二.研究目的和意义
地理信息系统（GIS ，geographic information system）是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上，计算机辅助设计技术（CAD）的出现使人们可以用计算机处理象图形这样的数据，图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标，不同图形之间有各种各样的拓扑关系。简单地说，拓扑关系指图形元素之间的空间位置和连接关系。简单的图形元素如点、线、多边形等；点有坐标（x, y）；线可以看成由无数点组成，线的位置就可以表示为一系列坐标对（x1, y1），（x2, y2），hellip;hellip;（xn, yn）；平面上的多边形可以认为是由闭合曲线形成范围。图形元素之间有多种多样的相互关系，如一个点在一条线上或在一个多边形内，一条线穿过一个多边形等等。在实际应用中，一个地理信息系统要管理非常多、非常复杂的数据，可能有几万个多边形，几万条线，上万个点，还要计算和管理它们之间的各种复杂的空间关系hellip;hellip;。
科学研究表明，人类所接触的信息中80％以上是与地理位置相关的，基于真实数据的三维虚拟环境的建立有助于人们更好的接受、理解和分析信息。特别是将虚拟现实技术运用到地理信息系统中以后，二维的、符号化的地理信息系统所面临的抽象、难以理解、表现方式单一等致命问题将迎刃而解。三维虚拟环境凭借自然的交互方式、丰富的表现手法、真实的三维场景，在军事、交通、三维游戏、城市规划等领域具有广阔的市场应用前景。可见，研究GIS数据的三维可视化，具有较大的学术价值和应用价值。
三.国内外研究情况
GIS作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展，各国政府对地理、资源和环境信息日益重视这一时代特点，加上许多相关技术(如GPS、DPS、RS等)为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得三维GIS（http://ztmapinfo.com）己经成为各国政府部门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。特别是进入20世纪90年代以来，GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至人们的日常生活之中。
二维地理信息系统始于二十世纪六十年代的机助制图，今天己深入到社会的各行各业中，但二维地理信息系统存在着自身难以克服的缺限，它本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的三维真实感受。三维地理信息系统是在二维平面的基础上模拟并处理现实世界上所遇到的三维现象和问题。地理信息三维可视化系统是对具有三维地理参考坐标的空间信息进行输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟的计算机系统。二维地理信息系统与三维地理信息系统的本质区别在于数据的分布范围，在于高程是被看成空间数据还是属性数据。
GIS作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展，各国政府对地理、资源和环境信息日益重视这一时代特点，加上许多相关技术(如GPS、DPS、RS等)为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得三维GIS（http://ztmapinfo.com）己经成为各国政府部门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。特别是进入20世纪90年代以来，GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至人们的日常生活之中。
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