基于三维GIS的虚拟现实数字城市实现方法研究[3]

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一、 国内外探讨现状与拓展趋势

三维城市模型(3DCM)是对真实城市的三维数字化表现,它突破传统平面地图的限制,通过对地形、地物的数字化三维模拟,提供给使用者一个与真实生活环境类似的虚拟城市环境,通过对三维虚拟城市的数字化管理,可为城市规划、建设与运营提供可持续拓展的信息化服务,从而提高城市空间信息共享和利用水平,提升城市整体信息化管理水平。

目前,三维虚拟现实已开始用于海洋、水文地质、环境、军事、交通、旅游、商业、通信、城市规划、房产等各个领域,也相继出现了大量的相关的三维景观可视化软件系统。其中比较专业的系统软件或平台有:

1、 国外相关产品

1) Google Earth

自Google Earth发布以来,三维GIS得到业界广泛关注,一时间成为探讨和应用的热点,加上有美国宇航局(NASA)的World Wind等开源项目代码可供参考,各厂商纷纷推出三维可视化软件。随着计算机网络技术的拓展,Google Earth上的数据也越来越完善和精确,不仅仅在地理信息、空间数据方面取得了很大进步,同时在高分辨率地表贴图方面已经达到专业级别应用。目前很多国家已经把Google Earth提供的数据作为间谍防卫对象。 Google Earth近几年推出的街景拍摄,可以把地面拍摄的多角度高辨率图像与地理空间信息直接匹配,这更加剧各国对数据安全和信息泄密的担忧。

 

2) Skyline 三维GIS处理系统

Skyline是美国Skyline软件系统公司研发运营的一款专业三维地球可视化软件,该公司1997年创立于弗吉尼亚州,目前通过一家代理公司(北京东方道迩信息技术有限责任公司)在中国运营。其技术早于Google Earth,据传Google Earth的部分技术就是源于Skyline。一般认为Google Earth属于民用基本的应用,Skyline是专业领域的应用开发系统。

Skyline可以利用海量的遥感航测影像数据、数字高程数据以及其他二三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维虚拟现实场景,同时Skyline的中国代理公司具有千人以上的测绘、信息处理员工,采集我国的国土资源信息。系统可以直接读取土地利用现状数据库,并对土地利用数据按国家标准进行实时的专题图分析。可以对专题图斑进行无级透明度设置,按分类打开、关闭土地利用图层,并进行属性查询

 

3) World Wind 开源地理科普软件

World Wind(简称WW,中文有人直翻译为世界风),是NASA发布的一个开放源代码(Open Source)的地理科普软件(由NASA Research开发,由NASA Learning Technologies來發展),它是一个可视化地球仪,将NASA、USGS以及其它WMS服务商提供的图像通过一个三维的地球模型展现,近期还包含了月球、金星、火星、天文星系等的展现。

用户可在所观察的行星上随意地旋转、放大、缩小, 同时可以看到地名和行政区划.软件还包含了一个软件包,能够浏览地图及其它由因特网上的OpenGIS Web Mapping Service提供的图像。

目前软件所使用的数据:低分辩率的Blue marble数据现在包含的初始安装内,当用户放大到特定区域时,附加的高分辩率数据将会自动从NASA服务器上被下载

2、 国内的相关产品

1) 适普软件有限公司的IMAGIS Classic(三维可视地理信息系统)

该系统是一套以数字正射影像(DOM)、数字地面模型(DEM)、数字线划图(DLG)和数字栅格图(DRG)作为综合处理对象的虚拟现实管理 GIS 系统。它分为两大部分:三维地理信息系统和平面图形编辑系统。通常,二维图形在平面编辑系统中经过编辑整形后,即可输出到三维系统中进行三维实体的重建和管理,用户可对其进行查询分析、属性定义以及各种可视化操作和图形输出等操作。

2) 灵图VRMap 4.0

VRMap 4.0是三维地理信息系统平台软件。它支持OPENGL 和 DirectX 两种国际主流的图形标准,在驱动层对两者进行了统一。因此,VRMap可以充分利用计算机硬件的性能和当前最先进的图形学技术。其全组件式体系可以保证任何的核心层改进都可以无缝的集成到用户的系统中。

3) 武汉吉奥公司的CyberCity

CyberCity是Windows平台下基于专业化测量和地理信息系统技术的三维重建数字化系统,实现三维景观的快速生成、漫游、编辑、虚拟设计以及3D属性信息的编辑、查询、浏览和修改等。

4) 上海杰图三维展示系统

该系统的一系列产品主要采用全景建模法。其中,三维场景展示制作系统---造景师,提供了一种在因特网上或者在各种多媒体系统上逼真展示三维场景的崭新方法。它能通过对一个现实场景进行拍摄得到的图像进行自动处理,自动生成交互式、极富沉浸感的全景。用户可以通过鼠标或者按键方便自如地观看场景的任意角度,或者在场景之间漫游。

三维虚拟现实,重要的是建模。目前比较专业的三维建模软件主要有:3DMAX、MAYA和MultiGen Creator。

随着Internet和WWW技术的普及,出现了WWW上3D漫游浏览。目前比较常用的是基于VRML的一系列浏览器。如由爱尔兰、俄罗斯合资的公司Parallelgraphics推出的VRML浏览插件:Cortona VRML Client;Blaxxun公司的VRML浏览器CC3D; Cosmo浏览器、Piveron浏览器、VRML97-object浏览器、WorldView浏览器等。


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