三維GIS在很長的一段時間內以可視化作為自身產品夸耀的特點，大多數三維GIS的三維能力甚至被認為主要體現在三維可視化功能上。當然，三維GIS的一個最重要的特征也正是提供了三維形態的可視化方式讓用戶獲得完整的、非降維的視覺體驗。通過三維模式，用戶可以結合專家經驗，在虛擬的真實場景中做出準確而快速的空間決策。
除此以外，三維可視化能夠非常方便地讓只具有抽象概念而難以 直接感知的空間現象現實化和直觀化，如對地下結構進行剖切、推演城市的未來發展、仿真復雜的三維時空現象 （臺風演進、洪水淹沒、大氣污染、核泄漏影響、噪聲傳播、溫度和風場變化）等，由此能獲得各種超越現實的空間感知經驗與知識，被認為是不同背錄的用戶進行空間信息交流、視覺分析與空間認知的有效媒介。與傳統二維GIS固定的視角 （直角投影視點）觀察效果明顯不同，當用戶把視點放在三維空間 （特別是透視投影空間）里時，通過旋轉縮放和平移操作往往容易導致方位感的迷失，使得迅速定位產生困難。為了既能享受常規二維GIS地圖的方位感，又能得到三維的真實感和沉浸感，三維GIS往往采用多視點的可視化視圖進行三維空間的模擬和表示。
三維GIS顯示時需要調用龐大的數據量，為了加快數據在計算機上的渲染速度，使三維GIS的視角從宏觀地形特征和地物布局到微觀街道漫游時能夠迅速地、無滯感地轉換和顯示，三維GIS需要在視角的運動中及時更新可見的內容 （數據動態加載），并根據距離遠近以不同的細節或尺度進行多重細節層次切換。即便如此，常規的三維GIS可視化技術仍然有很多問題，例如視角內幾何片面較多時難以實現實時可視化、大規模場景難以實現實時陰影計算、需要計算的場景復雜時出現明顯的渲染間隔等問題。
為了改善三維GIS的顯示效率，目前研究人員從多個角度人手進行了相應的研究，如使用圖形處理芯片增強三維顯示效果。CPU是個人計算機中顯示卡的心臟，能夠從硬件上支持多邊形轉換與光源處理操作，可以提供細致的三維物體和髙級的光線特效。GPU計算能夠構建更加精細的三維模型，極大地提升了三維GIS的可視化效率，例如基于物體在當前畫面中的視覺貢獻(視覺重要度)及相關語義信息，進行場景LOD的自適應計算;通過基于統一計算設備架構的GPU并行計箅模型，實現內存中千萬級別面片的實時可視化計算。
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三維地圖緩存也是為了提升三維可視化效果不可缺少的手段，地圖緩存技術是按照一定數學規則將地圖分割成一定規格的圖片，并保存到服務器端。當用戶通過客戶端瀏覽器訪問地圖服務時，即可直接返回當前坐標區域所對應的緩存圖片，從而達到降低服務器負擔并提升地圖瀏覽速度的效果，可極大地提高瀏覽速度從而提升用戶瀏覽的體驗。地圖緩存技術一般針對較穩定的數據。這是因為分割后的文件以圖片形式存在，不再依賴生成地圖緩存的原始數據集，因此當原始數據的屬性或者幾何信息發生變化后若更新數據，就需要對新的地圖數據重新生成緩存，因此，對現勢性要求高且數據更新頻繁的數據不建議使用地圖緩存技術。
三維GIS的可視化不僅僅是顯示簡單的地面場錄或貼上紋理的三維立方體即可，它還必須實現多種顯示效果，如模擬火焰、日照、黑夜、水流等動態和靜態，這些效果非常豐富，包括粒子效果、海底效果、地下場景效果、夜景效果等。
三維數據可視化的另一個重要趨勢是與增強現實技術的結合，增強現實是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度，并加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動，增強現實可以為現實世界的對象添加上一層電子外套，是一種獨特的信息鏈接技術。通過增強現實與GIS技術的結合，可以做到兩點：一是將自身的行為實時地轉換為GIS中的運動對象，二是GIS中的信息可以與現有的地理實景相掛接。
來源：開源地理空間基金會中文分會
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/14c82
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