基于OpenGL校园地理信息系统的设计与实现

论文摘要

校园地理信息系统(校园GIS)是数字化校园工程的基础。多功能校园GIS研究可以为学校的信息化建设(包括电子政务、电子教务、电子财务、电子总务)提供一个可视化管理平台,同时为相关专业的教学、科研和社会服务提供一个实习、试验环境,为高校参与数字黑龙江的建设奠定基础。校园GIS主要研究内容包括:收集、提取、更新地理信息和相关的属性数据,建立学校基础地理信息数据库(4D产品);实现校区的三维可视化重建、可视化漫游。项目组现已完成了建立了学院的平面地图、三维模型、地下管网和相应的属性。在数据采集方面,本文在传统测绘技术的基础上,采用全站仪的悬高测量等方法解决了三维测量问题,用数码相机和航空摄影照片解决了模型的表面纹理。在数据处理方面应用ACAD,可以实现GIS的基本功能,采用OpenGL开发了三维显示和查询系统,实现了虚拟校园的基础环境建设。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 虚拟现实技术研究现状
• 1.2.2 可视化技术研究进展
• 1.2.3 地理信息系统发展方向
• 1.2.4 目前虚拟GIS研究现状和存在的主要问题
• 1.3 本文的研究内容和拟解决的关键问题
• 第2章 相关技术介绍
• 2.1 GIS概要
• 2.1.1 GIS产生与发展
• 2.1.2 GIS的组成
• 2.1.3 三维 GIS的相关软件发展概况
• 2.2 OpenGL技术
• 2.2.1 OpenGL与Windows的绘图方式
• 2.2.2 各种变换参数设置
• 2.2.3 纹理映射
• 2.2.4 显示列表
• 2.2.5 双缓存技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统需求分析
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 功能需求
• 3.1.2 系统性能及运行需求
• 3.1.3 数据需求
• 3.2 系统总体设计原则
• 3.3 系统空间模型
• 3.3.1 电子地图数据
• 3.3.2 数据组织
• 3.3.3 系统空间模型建立
• 3.4 系统结构模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统详细设计
• 4.1 系统开发环境设计
• 4.2 系统总体结构设计
• 4.3 系统关键技术算法设计
• 4.3.1 四元数及旋转算法
• 4.3.2 三维拾取算法
• 4.3.3 纹理坐标计算算法
• 4.3.4 改进QR树算法
• 4.4 空间数据采集
• 4.5 系统主要功能设计
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统实现及测试
• 5.1 数据的处理
• 5.1.1 外业数据的处理
• 5.1.2 三维编辑的的基本操作
• 5.1.3 确定坐标系
• 5.2 三维绘图的实现
• 5.2.1 模型的种类
• 5.2.2 实体使用EXTRUDE来绘制
• 5.3 真实感三维实体模型的实现
• 5.3.1 渲染绘制
• 5.3.2 三维模型的生成
• 5.4 系统主要功能实现
• 5.5 系统测试
• 5.5.1 系统测试的内容
• 5.5.2 系统测试的标准
• 5.5.3 系统测试的结果
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢