《武汉理工大学》2009年硕士论文

《武汉理工大学》 2009年

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数字三维仿真城市的研究与设计

刘屹林  

【摘要】： 随着计算机技术和通信技术的发展,数字技术和网络技术已经给全世界带来了巨大的变化。作为信息社会的重要组成部分,数字地球和数字城市得到了迅速的发展。虚拟城市作为可视化平台,为数字城市的运行提供了交互的界面。虚拟城市基于虚拟现实技术和仿真模拟城市技术,是数字城市的主要表现形式。当前,虚拟城市的研究已经成为信息化研究的热点问题之一。本文研究了三维仿真城市平台进行研究,并提出三维空间的建模方法以及三维仿真城市平台的实现方法。 论文分为五个部分,首先回顾了虚拟城市及虚拟现实技术的国内外研究状况,分析了建设三维仿真城市的意义。第二,对三维仿真城市建设过程中涉及到的关键技术进行了详尽的研究。这些技术包括三维空间建模、Web平台图形操作、海量数据管理等。其中,三维仿真城市平台是本文研究的重点内容。第三,针对三维仿真城市的图形数据的获取,通过三维建模技术,实现了完整的三维仿真城市制作过程,包括数据采集、建模、后期处理、图形存储等。对于三维仿真城市的前台地图处理,本文研究集中在JavaScript操作栅格地图数据的相关技术,并实现了前台地图操作的基本功能,包括地图加载、拖动、放大、缩小等,为整个平台的后续研究打下了良好的基础。第四,对于三维仿真城市数据加载技术,本文创新地提出了热点和实体的概念,即将每一栋建筑确认为一个热点或实体,并将现实的地理信息数据和每个热点或实体相绑定,这样较之传统的二维地图有更加丰富的数据内容。最后,后台数据库交互技术也是三维仿真城市平台一项非常关键的技术,本文研究了数据库安全、智能分词、海量数据搜索等内容,实现了平台前后台的完整对接。全文采用五个部分,完成对三维仿真城市的原理、设计、实现、应用和维护等整个过程的论述。 三维仿真城市是对真实地形、地物进行数字化三维模拟,可以提供给使用者一个与真实生活环境一样的虚拟城市环境。通过对平台的数字化管理,为城市规划、建设与运营管理、安全管理、决策支持等提供可视化的三维信息化服务。这样,可大力提高城市空间信息共享和利用水平,从而为城市管理提供可视化的决策手段,提高城市管理效率,实现城市的可持续性发展。

【关键词】：
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP391.9
【目录】：

摘要4-5

Abstract5-9

第1章 绪论9-16

1.1 数字城市的基本概念9-10

1.2 数字城市国内外发展现状与发展趋势10-12

1.2.1 数字城市国内外发展现状10-11

1.2.2 数字城市趋势11-12

1.3 三维仿真城市的关键技术12-13

1.4 课题研究的意义13

1.5 论文完成的主要工作13-15

1.6 小结15-16

第2章 三维仿真城市平台整体架构的研究16-23

2.1 系统总体组织结构16-20

2.1.1 平台数据库技术16-17

2.1.2 平台架构模式17-18

2.1.3 平台架构特点18-19

2.1.4 项目应用架构19-20

2.1.5 功能用例图20

2.2 系统数据组织方式20-22

2.2.1 矢量数据21

2.2.2 栅格数据21-22

2.2.3 电子地图库22

2.3 小结22-23

第3章 三维仿真城市系统平台关键技术的研究23-43

3.1 概述23-25

3.2 三维仿真城市建模关键技术的研究25-29

3.2.1 三维仿真城市的数据模型与系统结构26

3.2.2 三维建筑模型位置的获取与处理26-28

3.2.3 三维建筑结构数据的获取与处理28

3.2.4 三维建筑纹理的采集与处理28-29

3.3 三维仿真城市平台前台交互系统的研究29-39

3.3.1 平台坐标系的建立30

3.3.2 地图加载30-32

3.3.3 地图拖动、放大、缩小32-33

3.3.4 地图编辑与显示信息33-34

3.3.5 地图GPS精确定位功能实现34-37

3.3.6 地图测距功能的实现37-38

3.3.7 地图测量面积功能的实现38

3.3.8 地图api封装38-39

3.4 三维仿真城市平台后台功能实现39-42

3.4.1 搜索功能39-41

3.4.2 配置文件编写41

3.4.3 平台安全性41-42

3.5 小结42-43

第4章 三维仿真城市平台主要功能及应用43-52

4.1 主要功能43-49

4.1.1 地图的基本操作43

4.1.2 地图子控件43-45

4.1.3 地图标注45-47

4.1.4 二、三维切换47

4.1.5 测距与测面47-48

4.1.6 经纬度定位48-49

4.1.7 打印出图49

4.2 三维仿真城市系统应用领域49-52

4.2.1 城市商业标注49

4.2.2 房产行业应用49-50

4.2.3 宾馆行业应用50

4.2.4 电子商务(S to C模式)开发50

4.2.5 客户端、触摸屏应用方案50-51

4.2.6 电信增值应用方案51

4.2.7 政府、企业基于"三维电子地图"应用项目的建设51-52

第5章 结论与展望52-55

5.1 结论52-53

5.2 展望53-55

参考文献55-57

致谢57

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