基于VR技術的三維GIS試驗系統(tǒng)研究.pdf

1、地理空間信息化是信息科學發(fā)展的主流之一，尤其是結合虛擬現(xiàn)實技術的三維GIS更是當前的研究熱點。一方面，虛擬現(xiàn)實技術可以解決目前GIS可視化能力不足的問題；另一方面，GIS可以為虛擬現(xiàn)實提供其所不具備的查詢、分析等功能。 論文選擇校園場景為實驗對象，旨在開發(fā)一個基于虛擬現(xiàn)實技術的校園三維GIS試驗系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實建立三維GIS，研究虛擬現(xiàn)實技術與GIS技術結合的實現(xiàn)方式。論文的重點內容在于構建校園三維場景模型、實現(xiàn)對虛擬場景的漫

2、游驅動以及結合相關軟件的功能模塊和外部接口實現(xiàn)基本的GIS功能。 在三維建模方面，論文首先對比分析各種三維場景建模方法的應用層次及功能范圍，提出了基于Multigen Creator的虛擬校園三維建模方案。在此基礎上，完成了對場景的層次結構的劃分并以此建立了一個精簡高效的模型數(shù)據庫，滿足了實時驅動漫游的需要。其次在建模工作中，以Creator為主、多種工具的綜合應用，較好地解決了模型位置獲取及復雜模型創(chuàng)建等關鍵問題；通過數(shù)據處理

3、、三維建模、紋理映射等一系列過程，建立了逼真的西南交通大學校園三維虛擬場景。最后，利用紋理替代、外部引用、實例化工具、細節(jié)層次等相關技術，完成了對三維模型的優(yōu)化操作，并且根據模型運行特點對模型的數(shù)據結構進行了優(yōu)化處理，提高了漫游運行效率。 在場景驅動方面，論文全面比較了Vega和Vega Prime兩大驅動平臺的特點，從應用程序接口、場景圖庫、圖形用戶界面等不同層次分析二者的優(yōu)缺點，在此基礎上，選擇了基于Vega Prime的校

4、園場景驅動平臺。其次，詳細介紹了Vega Prime的基本模塊，包括圖形界面Lynx Prime和VSG的應用程序接口。最后，利用Lynx Prime圖形界面，通過創(chuàng)建動態(tài)觀察系統(tǒng)、調整運動模式和添加碰撞檢測等一系列可視化的配置完成了場景驅動，實現(xiàn)了碰撞檢測、驅動漫游、環(huán)境變化等基本功能；利用基于C++的API，對三維漫游功能作了進一步拓展，實現(xiàn)了二維地圖的添加與二、三維互響應，并且開發(fā)了一個基于MFC的應用程序。在三維GIS功能實現(xiàn)方

5、面，初步研究了如何進行虛擬現(xiàn)實技術與三維GIS的有效結合。利用GIS軟件，通過模型導入、模型信息編輯、切換方式定義等一系列步驟開發(fā)了一個基于虛擬現(xiàn)實技術的校園三維GIS試驗系統(tǒng)，達到了虛擬現(xiàn)實與GIS結合的目的，最終實現(xiàn)了交互查詢、通視分析、幾何量測等一系列功能。 通過對實驗系統(tǒng)的研究表明，基于虛擬現(xiàn)實技術的三維GIS，經濟適用且直觀高效，不僅可以對虛擬場景作動態(tài)瀏覽，而且還能完成一系列的GIS功能，證實了虛擬現(xiàn)實技術應用于三維