基于WebGIS的三维数字校园设计与实现

论文摘要

数字校园是数字城市建设的核心内容之一，其研究目标是利用地理空间信息技术、网络技术和现代通讯技术对校园内的教学、科研、管理和生活服务有关的信息资源进行整合、集成和数字化，推动信息资源的高度共享，促进学校进行制度创新、管理创新，最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化。本文在充分调研国内外数字校园建设现状及其发展趋势的基础上，以南昌航空大学前湖校区为研究对象，基于SkectchUp三维建模技术和瓦片地图服务技术设计基于瓦片地图服务的三维数字校园系统框架，实现瓦片地图服务中间件技术与三维虚拟模型的无缝集成，充分发挥瓦片地图服务空间数据访问的流畅性与三维模型的直观性等优势，实现界面友好、功能丰富及访问流畅的三维数字校园地理信息系统。本文研究内容如下：（1）在分析当前各种建模技术优缺点的基础上，提出利用SketchUp建立南昌航空大学三维虚拟模型的优势；系统介绍SketchUp建模原理、方法及流程；利用SketchUp建立南昌航空大学三维虚拟校园模型。（2）设计瓦片地图服务中间件体系结构及瓦片存储的金字塔模型；实现瓦片地图服务与三维虚拟模型的无缝集成；设计3D瓦片地图请求处理算法；为了进一步提高地图响应速度，从瓦片空间索引、扩展机制及系统部署等三个方面给出优化策略。（3）设计并实现南昌航空大学三维数字校园管理系统，对系统体系结构设计、空间数据库设计、功能设计做了系统介绍。本文设计并实现的南昌航空大学三维数字校园管理系统已在南昌航空大学校园内试运行，并取得较好应用效果，为学校管理者与师生提供一个友好的三维数字校园网络互动平台，对提高学校管理水平及促进校园和谐具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 选题依据、目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 WebGIS 研究现状
• 1.2.2 3D 建模研究现状
• 1.2.3 数字校园研究现状
• 1.2.4 目前数字校园研究存在的问题
• 1.3 课题研究内容及组织结构
• 1.3.1 课题研究内容
• 1.3.2 课题的组织结构
• 1.4 本章小结
• 第2章 数字校园三维建模研究
• 2.1 SketchUp 建模过程
• 2.1.1 导入 CAD 底图
• 2.1.2 描绘底图
• 2.1.3 创建三维模型
• 2.1.4 赋予模型材质
• 2.1.5 调入配景组件
• 2.1.6 模型渲染
• 2.2 南昌航空大学三维模型方案设计
• 2.2.1 校园数据获取与组织
• 2.2.2 地理参考设置
• 2.2.3 典型建筑物建模
• 2.2.4 南昌航空大学三维模型集成
• 2.3 本章小结
• 第3章 瓦片地图服务研究
• 3.1 体系结构及工作原理
• 3.2 瓦片存储与索引设计
• 3.2.1 瓦片金字塔模型
• 3.2.2 格网索引设计
• 3.3 三维模型定向
• 3.4 三维地图瓦片请求处理过程
• 3.4.1 请求处理过程描述
• 3.4.2 实验及性能分析
• 3.4.3 优化策略
• 3.5 本章小结
• 第4章 南昌航空大学数字校园系统设计与实现
• 4.1 系统总体设计
• 4.2 数据库设计
• 4.2.1 空间数据的组织管理
• 4.2.2 属性数据的组织管理
• 4.3 功能模块设计与实现
• 4.3.1 空间信息三维可视化
• 4.3.2 地图浏览
• 4.3.3 信息展示、查询
• 4.3.4 最短路径查询
• 4.3.5 距离测算
• 4.4 原型系统实现
• 4.4.1 原型系统
• 4.4.2 三维数字校园发布
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与课题与获奖情况
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 致谢