多视图GIS交互研究

论文摘要

地理信息系统简称GIS（Geographical Information System）,在其发展过程中不断与其他技术相融合,逐渐与CAD、多媒体、通信、互联网、办公自动化、虚拟现实等多种技术结合起来,形成了一门综合性的信息技术。 为了进一步提高GIS的人机交互性,人们将计算机可视化技术与虚拟现实技术引入地理信息系统领域中来。最早的虚拟现实系统一般在高性能工作站上运行,随着PC机计算能力的提高,也逐步移植到PC机中来。地理信息的表现方式由二维发展到三维以至于现在的虚拟现实系统。 地理信息系统作为一种以图形图像的管理为核心的信息系统,其基本功能是围绕图形图像的显示和查询为主展开的。为了支持更方便的GIS环境中GIS的交互,本文提出了一种GIS设计的多视图交互模型。这种交互模型基于三类可视化的视图并且不局限与这三类视图:平面视图、模型视图和虚拟现实视图。 平面视图:包括二维图形,以及在二维图形的基础上叠加卫片、航片以及人工或者计算机晕渲图像等形成假立体二维视图,也包括用真实图像代替建筑物或者其他物体的轮廓叠放到地图上形成的视图。 模型视图:把平面视图类中的元素叠加到由数字高程图DEM生成的立体地形上、以及把建筑物按照统一的或者实际的高度拉高形成立体模型的视图。 虚拟现实视图:在模型视图的基础上添加建筑物的纹理,树木,声音,光照以及动态景象等形成的使人们能产生身临其境的感受的一种视图。 本文在这三种视图的基础上,探讨了每类视图的实现原理和与之相适应的交互手段,提出在实际应用当中,这三类视图如何整合来实现更好的人机交互效果和提高查询效率,提出了结合这三类视图进行GIS项目设计的整体解决方案,并以校园一角为例,用VC++结合ArcGis系统和地理信息虚拟建模标记语言（GeoVrml）实现了一个表现这一多视图概念的原型系统,实验表明这一概念在实际应用中不但符合人们的查询习惯,而且能节约计算机的软硬件资源,在GIS应用系统的设计中具有很强的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 地理信息系统
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究的现状
• 1.4 课题的创新性
• 1.5 论文的结构
• 2 地理信息系统开发的关键技术
• 2.1 组件技术
• 2.1.1 组件技术介绍
• 2.1.2 ArcGIS组件 MO（MapObject）
• 2.2 GeoVRML地理虚拟建模语言
• 2.2.1 GeoVRML的技术特点
• 2.2.2 GeoVRML的核心概念和体系结构
• 3 地理信息系统的交互分析
• 3.1 地理信息系统的功能
• 3.2 二维地理信息系统
• 3.3 三维地理信息系统
• 3.4 虚拟现实地理信息系统
• 3.5 小结
• 4 多视图GIS系统交互模型
• 4.1 多视图的定义
• 4.2 平面视图
• 4.3 模型视图
• 4.4 虚拟现实视图
• 4.5 多视图GIS交互模型的整合
• 5 基于MAPOBJECT和 GEOVRML的多视图GIS实现
• 5.1 系统的体系结构
• 5.2 数据获取和连接
• 5.2.1 数据获取
• 5.2.2 数据连接
• 5.3 三维地形的建立
• 5.3.1 地理空间坐标系统
• 5.3.2 用 GeoelevationGrid节点建立三维地形
• 5.3.3 用IndexedFaceSet节点建立三维地形模型
• 5.3.4 三维地形模型的建模
• 5.3.5 动态多分辨率地形模型的构造
• 5.4 由二维建筑物转换成三维 VRML建筑物
• 5.5 在三维物体上添加纹理
• 5.6 三维视图和虚拟现实视图中信息的查询
• 5.7 系统的实验结果
• 5.7.1 平面视图
• 5.7.2 平面视图和模型视图整合结果
• 5.7.3 平面视图和虚拟现实视图整合结果
• 6 结论及建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表