基于WebGL的三维虚拟地球系统设计与实现

传统的三维虚拟地球基于插件实现Web客户端,难以进行跨平台的应用。对此,本文基于Web GL这一跨平台的Web三维图形开发环境,首先构建了Browse/Server模式下的多层体系结构,探讨了基于Web GL的三维虚拟地球绘制关键技术,主要包括Java Script的内存管理和Web端瓦片四叉树调用过程中的缓存管理。最后开发了实验系统,验证了该方法的可行性和有效性。

三维虚拟地球的海洋信息适用性分析及原型研究

分析了三维虚拟地球在海洋应用上具有的优势及可能面临的挑战的基础上,首次提出了一种结合网格、语义网等前沿技术和理念,利用三维虚拟地球实现三维虚拟海洋的技术方案;并按照SOA的多层次架构,采用XML的多源异构海洋环境数据快速交换、海洋环境信息服务快速封装与发布、海洋环境信息服务虚拟组织、远程可视化等关键技术,实现了海洋环境信息网格平台及网格前端门户系统——三维虚拟海样(VRMarine)。VRMarine不仅能够集成网格环境下多源海洋环境信息服务,再现逼真的三维海洋环境场景,同时,还支持对功能服务的动态集成,实现多维时空特征分析。研究表明,该方案是切实可行和有效的,对三维虚拟海洋具有一定的现实及指导意义。

三维虚拟地球中有源洪水淹没分析算法

首先分析了大范围有源洪水淹没分析方法的研究现状。然后面向三维虚拟地球应用,基于全球地形数据组织方法,提出了一种以地形瓦片为单元的有源洪水淹没分析算法,实现了三维虚拟地球中的大范围有源洪水淹没分析。最后基于开放式三维虚拟地球集成共享平台软件GeoGlobe进行了实验,验证了该方法的有效性。

面向WebGL的矢量数据三维绘制技术

矢量数据的叠加显示能够提高三维虚拟地球的表达效果与分析能力。受限于GPU的计算精度,在三维虚拟地球中矢量数据绘制普遍存在抖动现象和深度冲突现象。对基于WebGL的矢量数据三维绘制中计算精度问题进行了分析,提出了使用CPU RTC技术和GPU RTE技术提高顶点变换的精度,使用多视锥渲染算法和深度平面技术解决深度缓存精度问题。实验证明,这几种技术和算法可以有效缓解抖动现象和深度冲突现象导致的视觉干扰,改善了各种尺度和范围的矢量数据在三维地形上的叠加显示效果。

基于虚拟地球的网络地理信息集成共享服务方法

如何有效地对全球分布式、多源和异构空间信息进行集成共享服务是地理信息集成共享服务中面临的挑战.对此,本文首先设计了分布式多源地理信息集成共享服务架构;提出了全球虚拟金字塔结构数据模型,在此基础上,研究了多源异构虚拟地球数据集成共享方法.针对网络多节点地理信息共享服务的难点,提出了网络多级节点服务聚合的地理信息集成共享方法,最后将上述方法集成于自主研制的开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe中,并成功应用于国家地理信息公共服务平台"天地图"中,实现了二、三维一体化的地理信息集成服务.