1.3. Hệ thống thông tin địa lý trên không gian ba chiều (3D GIS)
1.3.3. Các phần mềm 3D GIS
Trên thị trường hiện nay, có một số hệ thống đang trong giai đoạn thử nghiệm cung cấp giải pháp cho việc biểu diễn và phân tích không gian 3D. Hiện có 4 hệ thống thông dụng, bao gồm: 3D Analyst của ArcView (hãng ESRI, Viện nghiên cứ các hệ thống môi trường, Mỹ), Imagine VirtualGIS (hãng ERDAS), GeoMedia Terrain (hãng Intergraph) và PAMAP GIS Topographer [8].
a. ArcView 3D Analyst
3D Analyst (3DA) là một module được cài đặt sẵn trong phần mềm GIS ArcView. Trong ArcView, module này được xem như là các phần mở rộng. Hình 1.7 mô tả cấu trúc của phần mềm ArcView bao gồm các module mở rộng và các module GIS chính. ArcView được thiết kế để cung cấp giải pháp tích hợp tổng thể dữ liệu không gian một cách độc lập. 3DA có thể được sử dụng để thao tác với các dữ liệu 3D như là tạo bề mặt ba chiều, tính toán thể tích, chồng xếp các ảnh raster (như là ảnh Landsat TM, SPOT, GeoSPOTV, ảnh hàng không và bản đồ quét), và các chức năng phân tích bề mặt 3D khác như là hiển thị liên thông địa hỉnh từ một điểm tới một điểm khác.
Hình 1.7: 3D Analyst (một trong các chức năng mở rộng) [8]
Đa phần hệ thống chạy trên máy tính cá nhân và hỗ trợ một số hệ điều hành như Windows 95/98/2000, Windows NT 4.0 và các hệ điều hành nền tảng UNIX. Hệ thống làm việc chủ yếu với dữ liệu véc tơ. Mặc dù với 3DA chúng ta có thể thao tác với dữ liệu raster nhưng chỉ với mục đích để cải thiện việc hiển thị của dữ liệu véc tơ (như việc chồng xếp dữ liệu véc tơ trên ảnh hàng không).
Tóm lại, 3DA có thể được sử dụng để thao tác với dữ liệu 3D đặc biệt với mục đích hiển thị. Bởi vậy, ArcView là một trong rất nhiều hệ thống GIS 2D nhưng cung cấp khả năng hiển thị và mô hình hóa 3D, chưa đáp ứng được các bài toán phân tích 3D GIS. Tuy 3DA không phải là hệ thống 3D đủ mạnh nhưng 3DA hỗ trợ cấu trúc dữ liệu TIN.
b. Imagine VirtualGIS
Ban đầu Imagine VirtualGIS được phát triển với mục đích đáp ứng các công việc xử lý ảnh viễn thám và xử lý ảnh nói chung. Gần đây, hệ thống đã được cung cấp module chức năng GIS. Imagine VirtualGIS là một trong những giải phảp GIS được phát triển bởi hãng ERDAS Inc. Module GIS này được gọi là VirtualGIS. Nó là một module cung cấp công cụ phân tích trực quan 3 chiều. Hệ thống này có thể chạy trên một loạt các hệ thống máy tính từ máy tính cá nhân đến máy trạm như máy tính DEC, máy tính cá nhân IBM, máy Hewlett Packard, máy Sun Sparc và máy IBM RISC. Hiên tại, hệ thống làm việc với các hệ điều hành như: Windows98/2000, Windows NT và một loạt các hệ thống trên nền UNIX. Nó là
một hệ thống tập trung vào việc mô hình hóa động và hiển thị thời gian thực trong môi trường hiển thị 3D. Bên cạnh một số khả năng mô hình hóa 3D tốt, hệ thống cũng cung cấp khả năng bay xuyên qua (fly-through). Hình 1.8 chỉ ra tổng quan hệ thống VirtualGIS và khối chính là hệ thống Imagine.
Hình 1.8: Thành phần VirtualGIS (trong phần Add-on module) [8]
So với 3DA, hệ thống này cũng tập trung vào mô hình hóa 3D nhưng chưa phải là một hệ thống 3D GIS thực thụ.
c. GeoMedia Terrain
GeoMedia Terrain là một trong những hệ thống con của hệ thống GeoMedia GIS, được phát triển bởi hãng Integraph Inc. Hệ thống này chạy trên hệ điều hành Windows (bao gồm Windows NT 4.0). Nói chung, Terrain được coi như một module DTM cho GeoMedia GIS. Cũng giống như hai hệ thống trên, hệ thống này chưa thể được coi là một hệ thống 3D GIS thực thụ. Hình 1.9 giới thiệu hệ thống con Terrain bên trong hệ thống lõi GeoMedia.
Hình 1.9: Thành phần Terrain bên tron hệ thống GeoMedia [8]
d. PAMAP GIS Topographer
Hệ thống GIS này là một trong những sản phẩm của hãng PCI Geomatics Inc. Nó chạy trên hệ điều hành Windows95/98 và NT. PAMAP GIS là một hệ thống xử lý dữ liệu véc tơ và raster. Bên cạnh các chức năng GIS 2D, hệ thống cung cấp module xử lý dữ liệu 3D, được gọi là Topographer được mô tả trong hình 1.10. Bốn module chính này bao gồm: Mapper, Modeller, Networker và Analyser, chúng là các module cốt lõi của hệ thống. Đối với việc xử lý dữ liệu 2D, hệ thống thực hiện các công việc giống như các hệ thống ở trên. Đối với dữ liệu 3D, phần lớn các chức năng 3D trong hệ thống Topographer làm việc giống như bất kỳ gói phần mềm DTM nào, ví dụ: tạo bề mặt địa hình, phân tích bề mặt địa hình, hiển thị 3D. Hệ thống này cũng tập trung vào hiển thị dữ liệu địa hình 3D.
Hình 1.10: Thành phần Topographer bên trong hệ thống PAMAP GIS [8]
Tóm lại, tất cả các hệ thống được giới thiệu trong phần 1.3.3 này đều cung cấp rất ít các chức năng 3D GIS, mặc dù phần lớn trong số các sản phẩm hiển thị 3D rất tốt. Hiện chưa có nhà sản xuất nào đưa ra được giải phảp tích hợp 3D GIS đầy đủ.