研究三维数字沙盘技术的重要意义

来源：苏州左昂多媒体时间：2020-11-11浏览量：128次

沙盘一直以来由于直观、形象的展现地物、地貌的形态和各个区域分布布局状况受到众多用户的钟爱。而中国也是世界上较早使用沙盘的国家，早期东汉光武帝刘秀时期将军马援就把沙盘用作军事指挥、模拟军事布防，他将谷米来模拟战场地形，用各个颜色的豆粒来标记河流、峡谷、城池、道路、高山、平原等等，这样的立体军事指挥地图让战场的情况一目了然，将军胸中有百万雄兵，指挥作战便捷、方便。汉代这样的军事沙盘的发明是中国乃至世界军事历史上的一大进步，也为后来军事沙盘的演化发展奠定了重要的基础。

现在各种显示技术飞速发展，有早期的二维显示技术，后来的三维显示技术、还有虚拟显示技术等等，在各个领域有着广泛的应用，常常基于屏幕来进行图像文字的展示，还有房地产公司用固态沙盘来展示房屋楼盘及周边的绿化、医疗、教育等地理信息。可以说一个形象、准确的显示模拟尤为重要，当遇到重大的自然灾害的时候，指挥人员能根据显示模拟的地形地貌来获得一定的地形信息，对做出迅速、准确的救灾救援有重要的帮助。

数字沙盘

用于对地貌地物对象进行建模显示的方法主要有四种：

（1）基于航空航拍影像与 DEM 叠加来构建模拟城市的地形地貌以及城市建筑物群景观模型。这种方法快捷、方便、简单，但是构建模拟的城市的地形地貌以及间建筑物景观缺少侧面的纹理以及一些几何信息。

（2）基于二维地理信息系统与DEM 叠加而模拟构建的山川地貌、城市三维景观模型。这种方法虽然可以快速构建山川地貌、城市中一些较为规则的建筑物地理模型，但是遇到河流、绿化、建筑物等较为复杂的几何表面模拟的效果就不太理想了。

（3）基于三维建模工具，例如：3Dmax，和地物对象的平面轮廓数据、手工拍摄图片、航空航拍影像等多个方面的几何地理数据结构进行地形地貌的三维重建，该方法构建地形地貌、各种景观模型构建效果较为精细、逼真，能较为良好的还原各种复杂景观模型几何细节特征，但是建模流程中人工操作的工作量大。

（4）基于三维激光扫描来构建地形地貌、各种景观模型，这种方法也可以快速建立逼真、精细的模型，较好的显示出很多几何细节特征，但是设备昂贵，成本开销大，在建立模型的过程中数据量很大，后期信息整理过程中工作量较大，数据处理花费较大的人力物力。

三维数字沙盘是传统沙盘的一个演化形式，抛弃了传统固定成型沙盘用泥沙、泡沫塑料能材料制作造成的工程速度慢，不能重复利用等缺点，使用三维数字沙盘标准单元来拼接成沙盘集群，设计能够动态移动改变高度和颜色信息的机械结构，结合嵌入式控制系统，在真实的现实世界中灵活、直观、详细的反映地物地貌的整理地理信息和一些细节特征。以一定的比例缩小地物来进行显示，通过不同的高度差和颜色显示，在构成的沙盘矩阵模型中体现出山川、道路、平原、交通等细节特征，在现实世界中还原显示的地理信息，生动形象的反映出展示地区的自然景观特征。

数字沙盘

目前，研究的三维数字沙盘能够将卫星航拍的遥感图像转换成现实空间中的三维坐标，能够快速的将选取的区域的遥感图像迁移到三维数字沙盘中，在军事作战方面，一目了然的表示敌我双方对阵态势、兵器火力配置和兵力部署等信息。军事指战员常常利用沙盘来研究敌情、组织协同作战、指定今后的作战方针和策略，研究战例、进行战术演练和总结近期的作战经验等。指挥员根据生动、逼真的模拟战场，掌握瞬息万变的战场情况，为制定长期的战略方针有着重要额作用，为解决突发的军事情况带来了便利，成为军事作战分析，作战室不可或缺的重要工具。

三维数字沙盘在房地产领域、展示城市街道、土地竞买等方面有着广泛的应用，购房者不用在屏幕上来观看要购买的房屋所处的地理信息，从沙盘中可以得到自己想要的各个信息，包括房屋的采光，楼房之间的楼距，沙盘中的房屋错落有致、宽松通透，可以一览无余的查看附近的配套设施，社区的密度信息，建筑与景观的搭配，绿地和内交通等情况，给人们一种很好的观赏体验，多个购房者对着自己感兴趣的房源模型进行一些讨论分析，想象自己居住的体验，这些都是屏幕显示达不到的效果，购房者可以指着模型挑出自己意向的房源作出标记，卖出的房子也可以在模型上进行标记，这样的后期处理也十分方便，进一步提升了房地产和科技相融合。

数字沙盘

众多旅游业方向的研究人员把三维数字沙盘和旅游景区参观结合起来，旅游实物沙盘模型展示方式不仅直观、活波、直观，能够多方面立体展示旅游景区的环境，还能让参观人员参与互动，给旅客提供查询线路及注意事项的功能，给景区发展树立良好的形象，已经成为现代旅游服务的一项重要功能设施，是参观人员接待服务中心不可或缺的标准配置，也是创建 4A、5A级景区的必然要求。