基于VR技術(shù)的三維GIS試驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、地理空間信息化是信息科學(xué)發(fā)展的主流之一，尤其是結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維GIS更是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。一方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以解決目前GIS可視化能力不足的問(wèn)題；另一方面，GIS可以為虛擬現(xiàn)實(shí)提供其所不具備的查詢、分析等功能。 論文選擇校園場(chǎng)景為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園三維GIS試驗(yàn)系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)建立三維GIS，研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GIS技術(shù)結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方式。論文的重點(diǎn)內(nèi)容在于構(gòu)建校園三維場(chǎng)景模型、實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景的漫

2、游驅(qū)動(dòng)以及結(jié)合相關(guān)軟件的功能模塊和外部接口實(shí)現(xiàn)基本的GIS功能。 在三維建模方面，論文首先對(duì)比分析各種三維場(chǎng)景建模方法的應(yīng)用層次及功能范圍，提出了基于Multigen Creator的虛擬校園三維建模方案。在此基礎(chǔ)上，完成了對(duì)場(chǎng)景的層次結(jié)構(gòu)的劃分并以此建立了一個(gè)精簡(jiǎn)高效的模型數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足了實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)漫游的需要。其次在建模工作中，以Creator為主、多種工具的綜合應(yīng)用，較好地解決了模型位置獲取及復(fù)雜模型創(chuàng)建等關(guān)鍵問(wèn)題；通過(guò)數(shù)據(jù)處理

3、、三維建模、紋理映射等一系列過(guò)程，建立了逼真的西南交通大學(xué)校園三維虛擬場(chǎng)景。最后，利用紋理替代、外部引用、實(shí)例化工具、細(xì)節(jié)層次等相關(guān)技術(shù)，完成了對(duì)三維模型的優(yōu)化操作，并且根據(jù)模型運(yùn)行特點(diǎn)對(duì)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化處理，提高了漫游運(yùn)行效率。 在場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)方面，論文全面比較了Vega和Vega Prime兩大驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的特點(diǎn)，從應(yīng)用程序接口、場(chǎng)景圖庫(kù)、圖形用戶界面等不同層次分析二者的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，選擇了基于Vega Prime的校

4、園場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)平臺(tái)。其次，詳細(xì)介紹了Vega Prime的基本模塊，包括圖形界面Lynx Prime和VSG的應(yīng)用程序接口。最后，利用Lynx Prime圖形界面，通過(guò)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)觀察系統(tǒng)、調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式和添加碰撞檢測(cè)等一系列可視化的配置完成了場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了碰撞檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)漫游、環(huán)境變化等基本功能；利用基于C++的API，對(duì)三維漫游功能作了進(jìn)一步拓展，實(shí)現(xiàn)了二維地圖的添加與二、三維互響應(yīng)，并且開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于MFC的應(yīng)用程序。在三維GIS功能實(shí)現(xiàn)方

5、面，初步研究了如何進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與三維GIS的有效結(jié)合。利用GIS軟件，通過(guò)模型導(dǎo)入、模型信息編輯、切換方式定義等一系列步驟開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園三維GIS試驗(yàn)系統(tǒng)，達(dá)到了虛擬現(xiàn)實(shí)與GIS結(jié)合的目的，最終實(shí)現(xiàn)了交互查詢、通視分析、幾何量測(cè)等一系列功能。 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究表明，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維GIS，經(jīng)濟(jì)適用且直觀高效，不僅可以對(duì)虛擬場(chǎng)景作動(dòng)態(tài)瀏覽，而且還能完成一系列的GIS功能，證實(shí)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于三維