地质公园虚拟旅游系统的设计与实现

论文摘要

旅游业的兴旺发达,对社会、经济的发展产生了巨大影响,已成为中国第三产业的中流砥柱。为了对旅游资源进行统一管理以及给旅游者提供相关的信息服务,旅游景区管理部门纷纷引进GIS技术部署相应的信息系统。传统的旅游信息系统是基于二维地图属性查询及其管理的简单系统,无法将旅游景区运用直观、逼真的三维场景展示给旅游者。因此,如何利用GIS技术和虚拟现实技术,结合旅游业的特点进行三维旅游景区的开发已成为虚拟旅游一个重要的研究方向。随着以人文景观为主题的旅游不断发展成熟,人们开始寻求富有探险性和科普价值的新的旅游资源。以自然景观和地质遗迹为主题内容的地质公园应运而生,具有科学价值、美学价值和社会价值的地质公园有了迅速的发展。但以虚拟现实技术和GIS技术为基础的虚拟地质公园的研究还处于初级阶段,还没有形成一套全面的虚拟地质公园构建的方法体系。本文旨在建立一个虚拟地质公园来说明虚拟地质公园构建的方法和技术。本文沿着这个发展方向以黄河蛇曲地质公园为对象运用实地调查法和个案研究法进行了虚拟地质公园的构建,主要包括以下几个方面的探讨:(1)首先,分别从理论和技术成果上简要分析了国内外对虚拟旅游和虚拟地质公园的研究现状,并总结其存在的主要问题:①地质遗迹模型的构建还没有形成完整的技术体系;②虚拟地质公园中实现了静态场景的演示,但是地质遗迹的演变过程未能进行动态模拟;③一般的地质公园虚拟旅游系统只包括了基本的漫游功能,没有将虚拟现实技术和GIS技术相结合开发出具有GIS分析功能的地质公园虚拟旅游系统。(2)然后,在系统分析目前研究成果的基础上,针对现存问题,进行理论推理,提出在地质公园虚拟旅游系统中要解决的几个关键问题:①动态模拟,②GIS分析等。(3)接着,针对这些需求,结合虚拟公园和虚拟现实的相关研究成果,提出了蛇曲地质公园虚拟旅游系统的总体设计目标、设计原则以及设计的总体框架。并且还对系统的功能模块进行了详细的设计,对系统的实现步骤做了详细的分析。(4)探讨了虚拟三维场景的建模方法和建模的关键技术,研究出采用面与体相结合的方法对地质遗迹进行建模的方法,并对蛇曲地质公园的三维场景进行建模。运用ArcGIS进行地质公园的地形建模和Multigen Creator软件进行人工建筑和自然景物的建模。(5)运用Delphi 7开发工具调用Arc Engine图形接口对系统进行驱动开发。实现了系统的漫游、动态模拟、GIS分析、数据管理、模型管理等功能,增强了系统的扩展功能,使系统能够在其他虚拟公园中进行应用。本文以黄河蛇曲地质公园为例实现了虚拟地质公园的构建,为旅游信息化的发展提供了理论依据。以面和体相结合的建模方法能够快速便捷地对地质遗迹进行建模,为虚拟地质公园中的地质遗迹建模工作带来了方便。将地质遗迹的形成过程通过三维动态模拟的方法展示给旅游者,使旅游者对地质遗迹的形成过程有了直观的了解。该系统的实现也为地质知识的普及提供了生动直观的载体,符合发展特色旅游和游客个性化旅游的要求,为宣传特色旅游资源提供了新的方法和手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出和研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外虚拟旅游研究状况
• 1.2.2 国内虚拟旅游研究状况
• 1.3 研究的目的与内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.4 研究的方法及技术路线
• 1.5 论文的组织安排
• 第二章 虚拟旅游的理论与技术基础
• 2.1 虚拟现实技术
• 2.1.1 虚拟现实的概述
• 2.1.2 虚拟现实的特征
• 2.1.3 虚拟现实系统的构成
• 2.1.4 虚拟现实系统的分类
• 2.2 虚拟旅游
• 2.2.1 虚拟旅游的概述
• 2.2.2 虚拟旅游的特点
• 2.2.3 虚拟旅游的分类
• 2.2.4 虚拟旅游的应用
• 2.3 虚拟地质公园概述
• 2.3.1 地质公园简介
• 2.3.2 虚拟地质公园的开发
• 第三章 地质公园虚拟旅游系统的分析与总体设计
• 3.1 系统设计的目标
• 3.2 系统设计的基本原则
• 3.3 系统的功能设计
• 3.4 系统设计的总体框架
• 3.5 系统运行的环境
• 第四章 地质公园虚拟场景的建立
• 4.1 研究区概况
• 4.1.1 研究区概况
• 4.1.2 研究区主要地质遗迹
• 4.2 虚拟现实系统建模方法的比较
• 4.2.1 基于图形的建模技术
• 4.2.2 基于图像的建模技术
• 4.2.3 物理建模技术
• 4.2.4 混合建模技术
• 4.3 三维建模中的关键技术
• 4.3.1 LOD 技术
• 4.3.2 纹理映射技术
• 4.4 建模工具的比较
• 4.4.1 Multigen Creator 实时建模软件
• 4.4.2 3D Studio Max 建模软件
• 4.4.3 Google SketchUp 建模软件
• 4.4.4 建模工具的选择
• 4.5 模型的建立
• 4.5.1 数据的准备
• 4.5.2 地形模型的建立
• 4.5.3 地质遗迹模型的建立
• 4.5.4 地物模型的建立
• 第五章 地质公园虚拟旅游系统的实现
• 5.1 开发环境
• 5.1.1 硬件开发环境
• 5.1.2 软件开发环境
• 5.2 系统漫游的实现
• 5.2.1 手动漫游
• 5.2.2 自动漫游
• 5.3 动态模拟的实现
• 5.3.1 地质遗迹动态模拟的实现
• 5.3.2 蛇曲和河漫滩形成过程分析
• 5.4 GIS 分析功能模块
• 5.4.1 通视分析
• 5.4.2 视域分析
• 5.4.3 距离量测
• 5.4.4 景区定位
• 5.4.5 淹没分析
• 5.5 其他功能模块介绍
• 5.5.1 数据管理模块
• 5.5.2 视图工具模块
• 5.5.3 实用工具模块
• 5.5.4 模型管理模块
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间完成的主要工作