网络三维地理信息系统数据组织管理研究与实现

论文摘要

随着网络技术、计算机图形学、计算机技术的发展,结合了网络技术与三维可视化技术的网络三维地理信息系统成为GIS的发展方向,其研究主要集中在三维可视化、三维空间分析、多源数据集成等方面。当前除了三维可视化外,在网络环境下空间数据组织管理也是研究的一个热点。网络三维系统涉及了多种类型海量空间数据,如多源多分辨率地形/影像数据、矢量要素数据以及三维模型数据等。如何对这些海量数据进行有效的组织管理已成为制约3D-WebGIS发展的一个瓶颈。根据目前国内外研究现状,本文对网络三维地理信息系统空间数据组织与管理进行了系统性研究:首先分析了网络三维地理信息系统空间数据类型,空间参考系统的选择,按照线性四叉树LOD模型组织影像、地形数据,建立瓦片金字塔库;三维模型的组织与渐进模型的应用;特别设计了矢量数据的组织与分级分块请求方案。其次针对海量空间数据管理,提出了磁盘存储优化方案,设计了混合型数据管理方式和多级缓存机制,减少了磁盘IO,提高了响应速度;针对空间数据网络发布,采用空间数据压缩,网络流式渐进传输,基于集群的数据服务等措施提高三维数据服务的响应效率,并设计了Restful接口的三维地理信息服务;然后完成了数据组织与管理相关系统模块的实现与测试,比如影像、地形金字塔瓦片库快速建立,空间数据库设计与数据入库,三维地理信息服务实现与测试;最后根据本文提出的数据组织与管理方案,研制了三维地理信息系统NewMap3DGlobe,介绍了系统在数字城市地理信息公共平台项目中的应用,验证了方案的可行性,并对下一步的工作做了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及存在问题
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 国内外研究中存在的问题
• 1.3 本文研究主要内容
• 1.3.1 海量多源多分辨率地形影像数据的组织
• 1.3.2 矢量要素数据的组织
• 1.3.3 城市三维模型的数据的组织
• 1.3.4 高效的三维数据服务发布
• 1.3.5 基于文件+空间数据库的混合数据管理方式
• 1.4 本文组织结构
• 第二章 三维数据组织与处理
• 2.1 空间数据类型分析
• 2.1.1 空间数据获取方式
• 2.1.2 三维系统坐标系统选择
• 2.2 三维空间数据组织
• 2.2.1 基于四叉树的LOD 模型
• 2.2.2 三维系统中地形、影像数据组织与处理
• 2.2.3 三维系统中模型数据组织与处理
• 2.2.4 三维系统中矢量数据组织与处理
• 2.2.5 矢量数据分级分块请求策略
• 2.3 本章小结
• 第三章 三维数据管理与网络发布
• 3.1 海量三维数据管理
• 3.1.1 海量数据磁盘存储与优化
• 3.1.2 海量三维数据管理方式及其比较
• 3.1.3 多级缓存机制
• 3.2 海量三维数据网络发布
• 3.2.1 三维数据压缩
• 3.2.2 网络流式渐进传输
• 3.2.3 基于集群的数据服务
• 3.2.4 基于REST 的三维地理信息服务
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统实现与应用
• 4.1 系统关键模块实现及测试
• 4.1.1 快速建立影像、地形金字塔瓦片
• 4.1.2 空间数据库设计与数据入库
• 4.1.3 三维地理信息服务实现与测试
• 4.2 网络三维地理信息系统设计及应用示范
• 4.2.1 系统总体设计及实现
• 4.2.2 项目应用
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 研究总结
• 5.2 下一步研究展望
• 参考文献
• 在读期间论文及参与项目
• 致谢