新一代数字地球平台与“数字中国”技术体系架构探讨

本文系统分析和总结了Google Earth的四大特点,及为地球科学研究、"数字地球"和"数字中国"的发展所带来的影响和启迪,提出了数字地球平台(DEP)的概念,并针对"数字中国"的建设,提出了建立"数字中国"的数据交换标准(DCML),提出了全新的以地学信息浏览器/空间信息服务器(G/S)结构为主的下一代数字地球、数字中国的技术体系架构,进一步对"数字中国"技术体系架构应遵循的原则进行了论述,对"数字中国"建设和应用服务进行了展望。

基于数字地球平台的油气工程技术应用

通过分析油气勘探成果管理的信息需求和应用需求,提出了使用数字地球平台从事地球科学研究的必要性,并讨论数字地球平台下的石油工程技术方法,将当前油气资源利用过程中的勘探、开发、集输等关键技术与空间信息技术支持下的数字地球平台有力结合,提高石油工程技术科学性、准确性、合理性,降低成本,增加效益。

基于数字地球平台的三维虚拟数字校园建设

以虚拟成都理工大学为例,论述了一种高效、低成本的网络虚拟校园建设方法,即利用数字地球平台的基础地理框架和遥感底图,使用建模工具进行三维建筑群模型建立,经过投影和坐标变换处理,实现网络虚拟校园的建设与实施。实验证明,数字地球平台凭借其在丰富资源、网络传输、三维显示等方面的优势,是包括虚拟校园在内的数字工程建设的有效工具。

基于数字地球平台的数字旅游应用研究

首先简述了数字地球平台的概念和发展,针对数字旅游建设分析了数字地球平台的特点和优势,总结出基于数字地球平台的数字旅游所具有的功能和特点,最后结合具体的应用详细论述其过程的技术和方法,得出了利用数字地球平台来建设数字旅游系统具有效率高、成本低等特点的结论,并指出了未来数字旅游的发展趋势。

基于数字地球平台的房地产信息管理系统研究

传统的房地产信息管理系统中对数据的显示不直观,没有实现属性数据与地理空间属性的集成,而基于GIS开发的系统成本过高。本文从系统设计、系统开发和系统实现三个方面介绍了以免费的数字地球平台为底层基础支撑平台建立房地产信息管理系统的方案,并用C#.net+Google Earth COMAPI实现了该系统,实现对房地产的空间信息和属性信息的高效管理,能广泛用于房地产中介、咨询、及估价等,为决策者提供定性和定量的支持。

基于数字地球平台的数据可视化技术研究

数字地球平台是一个集地球空间数据采集、存储等为一体的服务和决策支持系统。本文对数字地球平台的原则和可视化关键算法进行了介绍。基于数字地球平台的数据可视化系统可以提高数据处理的速度。同时可视化技术先进性说明了其未来发展方向的可观性。

数字地球平台下无人机侦察三维可视化研究

针对战场态势中无人机侦察显示不够直观,指挥员无法直观掌握信息方便指挥决策的问题,采用Geo VIS的数字地球平台对无人侦察机的侦察过程进行了三维可视化仿真研究。首先利用三维建模软件建立三维实体模型并导入数字地球平台进行显示,建立了雷达距离模型,然后在数字地球平台中创建挂件,利用平台提供的接口函数实现了电磁波的三维可视化,显示无人机侦察范围,并通过创建设置面板以根据不同情况设置侦察范围,最后通过仿真将电磁波与无人机结合显示无人侦察机的侦察过程,仿真结果表明在Geo VIS数字地球平台下显示无人机侦察的三维可视化,效果更具有直观性和真实性。

数字地球平台下的雪特效三维仿真技术研究

针对全球战场态势中雪特效三维可视化无法在任意位置实现,使战场环境不够逼真的问题,采用了数字地球平台对全球战场态势中雪特效的三维仿真进行了研究。模型建立方面,在研究了粒子系统原理的基础上,建立了一个可以在全球任意区域添加雪特效的粒子模型,解决了全球战场态势中雪特效实现的问题。算法方面,利用两种不同的编程语言分别创建了动态库和导出接口到数字地球平台所能使用的编程语言下,不仅利用了OSG的相关节点,而且有效实现了数字地球平台的挂件,以此添加并设置雪景特效。仿真结果表明所实现的雪特效可在任何需要的地方添加并可通过局部放大实现观看,具有灵活和直观的特点,从而有效地辅助指挥员进行决策判断。

数字地球平台中聚合多源数据的空间分析模块研究

综合数字地球平台优势的空间分析功能是空间信息应用领域内的新需求,也是数字地球平台向专业级应用发展中必须解决好的重要问题。研究针对空间信息数据海量、异构、分布性等特征,结合实际应用中综合多样化数据源、跨平台数据共享的需求,提出了一种基于多源数据聚合机制的空间分析功能模块的设计思路和实现方法,同时提出了一套适用于跨平台分析结果共享的描述语言规范和共享机制,一定程度上填补了现有数字地球平台上空间分析功能的不足,为数字地球平台专业化应用做出了探索与尝试。研究在提出理论架构的基础上,依照设计思路实现了部分基础分析功能,并在实践中验证了其可行性与优越性。

面向数字地球科学平台的积雪遥感数据分析系统

季节性积雪是北半球重要的地表覆盖,是全球气候变化的敏感因子之一。卫星遥感可以快速获取大范围积雪面积、雪水当量(雪深)信息,是开展大范围积雪监测的重要手段。由于卫星资料具有多源和海量的特点,为满足其对多源长时间序列数据的管理和分析需求,根据现有遥感数据特点及应用分析特征,结合数字地球科学平台对积雪专题模型的需求,设计和实现了一套积雪遥感数据管理和分析系统。该系统可实现对30多年长时间序列光学和微波积雪遥感参数数据的管理与分析,有效地为全球气候变化研究提供数据支撑。以中分辨率成像光谱仪(MODIS)的积雪产品分析为例,开展了青藏高原积雪时间序列分析研究,结果表明,青藏高原积雪覆盖率具有缓慢增加的趋势。

基于数字地球的地理学研究

“数字地球”是一个地球信息模型，它首先是一个地球表层信息模型。从这点说它与地理学研究的对象地球表层有紧密的联系，因此，地理学研究可以借助数字地球的科学思想与平台。传统的地理学研究模式遵循着点一线一面的路径，这种认识路径不符合人的认识规律。因而需要建立符合人对地物认识规律的研究路线——从宏观到微观，从整体到局部。这种地理学的研究路线在数字化时代可以得到实现。

“铁路各设计阶段数字选线平台”的应用

研究目的:数字地球平台(如Google Earth)提供了全球丰富的数字地形和数字影像资料。在铁路项目前期研究中,如何快速获取研究区域内的地形高程数据,构建三角网数字地面模型,应用CAD、可视化、人机交互等技术,是实现线路交互式联动可视化,完成线路选线设计的基础。本文阐述了"铁路各设计阶段数字选线平台"在新建铁路项目前期研究,尤其在缺少矢量化地形图的国外铁路项目中的应用过程,以实际项目证明了软件的应用价值。为类似软件的推广应用提供了有益参考。研究结论:(1)"铁路各设计阶段数字选线平台"已广泛应用于我院承担的国内外前期项目研究的选线设计工作中,从而实现了将传统的二维静态设计提升为三维动态设计,显著提高线路设计的效率和水平;(2)"铁路各设计阶段数字选线平台"的应用,可大大降低设计人员的工作强度,提高设计质量。

数字地球下的地震灾情快速评估系统设计与实现

地震快速评估可以在地震发生后一段时间内的“黑箱期”快速获得地震灾情信息。设计并实现一套基于数字地球科学平台的地震应急灾害快速评估系统。该系统采用插件化开发模式,在三维场景可视化及交互式图形界面技术的基础上,引入空间分析、灾情简报快速产出及辅助决策等功能实现系统自动化运行,并在结果产出速度上满足地震应急的时效性要求。通过系统总体架构设计、系统功能设计以及地震灾情快速评估业务流程设计等方面阐述了地震灾情快速评估系统的实现,为灾情评估三维可视化提供了支持,以更好地服务于地震灾情损失评估。

数字地震信息系统应用探讨

首先针对传统地震信息平台的不足,简述数字地球平台的优势,以汶川8.0级地震为背景,介绍地震情况并实现数字地震信息系统的应用框架,最后结合地震数据管理与分析来实现地震信息系统,并得出基于数字地球平台的数字地震信息系统的特点的结论。

虚拟现实技术在数字旅游中的应用研究

分析了采用虚拟现实技术开展数字旅游的优点,着重探讨了基于数字地球平台的虚拟现实技术的实现框架。实例验证表明,虚拟现实技术是实现数字旅游的理想技术。

面向石油遥感信息服务的多时相影像数据管理

在石油遥感应用中,多时相数据的应用面非常广,如何对不同应用中大量的多时相成果影像进行有效管理是一个迫切需要解决的问题。应用三维地理信息技术,采用两套数据分体管理模式,在三维基础影像数据的基础上,设计了一个实用的多时相数据存储结构,该模式充分考虑了石油遥感应用中多时相数据的多应用专题、多地区或事件、多数据源、多时相的特点,建立了基于三维地理信息的多时相数据管理系统,初步实现了面向石油遥感信息服务的多时相数据的有效管理。

基于空间信息技术的地震灾害监测评估

空间信息技术即包括地理信息系统GIS、遥感RS、全球导航卫星系统GNSS以及数字地球在内的地球空间信息科学。随着计算机和空间对地观测技术的发展,空间信息技术已逐渐应用于防震减灾领域。本文通过实际震例分别对目前基于GIS、RS技术的地震灾害监测评估方法进行了分析研究,总结了其优越性以及存在的问题,并结合数字地球平台可视化展示了综合多源数据空间信息技术方法进行的震害评估效果。

基于光源空间透视的平行分割阴影图算法

随着地理信息系统应用的深入,在真三维空间中处理问题已成为一种趋势,而实时阴影对提高三维场景的真实感和沉浸感非常重要。目前主流的平行分割阴影图算法对大尺度场景兼容性好,但在细节层次的渲染方面质量不高,而光源空间透视阴影图算法在细节层次渲染方面精度很高,但是对大尺度场景难以覆盖。针对该问题,提出了一种基于光源空间透视的平行分割阴影图算法,也称为光源透视平行分割阴影图算法。该方法将光源空间透视阴影图算法中透视锥体的透视变换矩阵应用于平行分割阴影图算法对各个子视锥体的渲染阶段并生成产生形变的阴影深度图,通过该方法减小其阴影走样误差。并且在计算透视变换矩阵的过程中,提出了一种确定阴影图形变程度的算法,使该算法更好地适应于不同大小的场景。实验结果表明,该算法通过提高视锥体近平面附近阴影采样率有效地解决了在平行分割阴影图算法中存在的阴影透视走样的问题。在对大规模场景的渲染方面,该算法在细节层次的表现要明显优于平行分割阴影图算法,满足了大尺度场景和精细建筑模型的阴影渲染需求。