灾害虚拟地理场景:技术支撑和典型应用

构建灾害虚拟地理场景对实现灾害知识的表达与共享,辅助进行灾害模拟、分析、预测与规划决策具有重要的意义。本文首先分析了灾害虚拟地理场景构建的背景和关键难题,然后重点介绍了灾害现场快速感知、灾害场景融合建模、灾害场景智能服务等关键技术及其研究进展,并以洪水、滑坡和桥梁建造风险管控为例开展案例应用分析,最后给出了未来研究展望,期望能为我国综合防灾减灾救灾信息化技术发展与应用提供参考。

虚拟地景中地物与地形融合质量评估

为解决虚拟地景中地物与地形融合质量差,融合结果与实际相比,方差与中误差较大的问题,本文对虚拟地景中地物与地形融合与质量评估进行了研究。采用独立于地形的地物与地形融合、依赖地形的地物与地形融合、地物模型与地形模型融合算法计算,实现虚拟地景中地物与地形融合,并对融合后的结果质量进行评估,采用新的融合方式可以有效提高质量,缩小融合方差与中误差,提高融合精度。

虚拟地理环境研究的兴起与实验地理学新方向

虚拟地理环境是一个可用于模拟和分析复杂地学过程与现象,支持协同工作、知识共享和群体决策的集成化虚拟地理实验环境与工作空间,是地理学研究的虚拟实验室,可为现代实验地理学研究提供科学方法和技术手段。本文阐述虚拟地理环境和实验地理学研究的发展过程及当前进展,探讨虚拟地理环境与虚拟地理实验对现代实验地理学研究的意义,并分析当前虚拟地理环境研究的关键问题及存在的误区。虚拟地理环境的兴起与发展为地理过程表达、地理知识获取、地理问题求解提供了新思路、新方法和新技术。实验地理学的研究方法可从野外考察与观测、室内物理模拟及地理数学建模和计算机模拟,拓展到虚拟地理环境平台下的虚拟地理实验。

基于虚拟地理环境的山区铁路施工便道设计与方案比选方法

为了解决山区铁路工程环境险峻处施工便道难以快速设计与直观展现的问题,本文基于虚拟地理环境提出一种山区铁路施工便道设计与方案比选方法。首先,对DEM数据进行规则格网划分,统计各格网的高程差从而给出填挖方量的计算方法;然后,将施工便道分段,设置边坡类型检测点,判断边坡类型;最后,在虚拟地理环境中进行施工便道设计,并计算相关经济效益信息,据此进行设计方案对比和分析。以天陇铁路施工便道设计与方案比选为例开展研究分析,结果表明,本文方法能在虚拟地理环境中一键快速生成施工便道模型,数据统计信息为准确开展便道方案的比选和辅助决策提供技术支撑。

协同虚拟地理实验系统设计与初步试验

针对协同虚拟地理实验设计与实现中的问题,研究了网络技术和虚拟现实技术支持下的协同虚拟地理实验的理论原理与设计思路,提出了一种符合综合集成研讨厅体系以及空间认知和知识发现规律的协同虚拟地理实验框架和若干的实验关键技术。并以辽宁省浑河洪水演进模拟为案例搭建了协同虚拟地理实验环境,从实验可控度、实验尺度、协同性、成本和重用性角度对协同虚拟地理实验进行了评估,评估结果表明,协同虚拟地理实验能够弥补现场地理实验和物理模型实验的不足,为地理问题的决策提供有效的技术支持。

虚拟地理实验概念框架与应用初探

从实验科学与实验地理学的角度,结合空间信息与虚拟地理环境技术,讨论"虚拟地理实验"概念、特征及研究理论与框架。以辽宁浑河沈阳城市段防洪为案例,介绍虚拟地理实验在城市洪水模拟和防洪工程规划中的应用。

“江南”:虚拟地方的营造

文章从虚拟空间、虚拟社会、虚拟交互3个方面对《江南百景图》这一经营类手游所营造的虚拟地方进行解构与评述。在虚拟空间方面,《江南百景图》将一系列地方性文化景观符号化,以一种近似吴派山水画的滤镜重现了历史想象中的江南,并采用丝竹音乐来烘托地方氛围。在虚拟社会方面,《江南百景图》铺设了一个宏观的游戏背景将玩家带入游戏设定,并通过各城市的“探险”任务来拓展社会故事并强化城市印象。同时,采用特殊角色与普通角色这两类分工不同的NPC来丰富虚拟社会网络。虚拟交互方面,玩家与虚拟空间的核心互动方式在于城市的经营、生产以及景观设计,而玩家间的交互则通过游戏官方的引流在微博超话“社区”内实现。该虚拟地方营造的缺陷表现为:虚拟空间的不稳定性、社交关系的脆弱性、受众面和影响的局限性。最后,文章认为是玩家在虚拟中的“栖居”与情感流动,使得虚拟空间成为了虚拟地方。

基于流媒体的虚拟地理环境研究

通过将流媒体技术和虚拟地理环境相结合 ,解决了协同角色不能真实可视化 ,交流信息延迟等问题。该文根据流媒体技术的原理 ,设计了基于流媒体的虚拟地理环境系统结构与功能模块 ,并以虚拟地理研讨室为例建立了原型试验系统 ,实现了视频音频的本地播放和网络传输功能。研究表明 ,将流媒体技术与虚拟地理环境相结合 ,可以有效地增强虚拟地理环境中协同工作者之间交流 。

论虚拟地理环境

提出虚拟地理环境概念 ,并讨论其特征。虚拟地理环境 ,是包括作为主体的化身人类社会以及围绕该主体存在的一切客观环境 ,其中的化身人类是表示现实世界中的人与虚拟世界中的化身相结合后的集合整体。虚拟地理环境结构由地理位置层面、内表达数据层面、外表达境象层面、单主体感知认知层面和互主体社会层面组成 ,它的孕育演化包括虚拟群落社会、虚拟村落社会和虚拟城市社会 3个阶段。最后讨论了地学虚拟环境与虚拟地理环境 ,以及虚拟地理环境和现实地理环境的相互关系。

基于VRML与Java3D的虚拟地理环境开发模式探讨

从系统结构、用户开发界面、可扩展性和开发难度、大规模虚拟地形实现、大众性和专业性几个方面对Java3D和VRML两种开发方式特点进行了比较研究。Java3D比VRNL更适合于开发大型专业性的虚拟地理环境,而VRML世界拥有大量的资源,且X3D的发展将使VRML的资源更为丰富,更适合于地理教育、地理培训、地理娱乐等大众化领域,若能将Java3D和VRML结合开发虚拟地理环境则更好。探讨了网格技术在虚拟环境中的应用,并对基于网格技术的网络虚拟地理环境结构框架进行了初步设计。

虚拟地景仿真中地物的几何建模技术

地物的几何建模技术是虚拟地景仿真中最重要的研究领域之一。本文重点对几何形态建模、纹理映射建模等技术进行了较为详细的论述,并建成了“虚拟小区”三维视景模型。

协同虚拟地理教学环境的设计与实现

探讨了网络技术和虚拟现实技术支持下的协同虚拟地理教学环境,提出了一种协同虚拟地理教学环境的框架模型,并使用Java和Java 3D开发出原型系统。原型系统在以龙卷风为主题的协同虚拟教学中得到实际应用,效果良好。

开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe

如何管理覆盖全球多尺度PB级海量地理信息,构建三维虚拟地球,并进行高效传输与实时可视化以及与专业GIS的集成是我国空间信息技术面临的巨大挑战。对此,重点介绍网络三维虚拟地球中多源、多尺度、多时相海量地理信息管理、网络传输、共享集成与可视化的理论、方法与关键技术。在此基础上,研制开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe,并成功应用于国家地理信息公共服务平台等项目中。

虚拟地理环境下的林分生长可视化研究

森林生长规律的可视化表达对于森林经营决策以及改善人类生存环境质量都有着重要的意义 虚拟地理环境为在三维场景中模拟林分的生长过程提供了新的平台 首先介绍了林分生长模型国内外的研究现状,指出当前林分生长规律研究中存在的不足:无法三维动态地表示林分的生长过程,然后讨论了虚拟地理环境和林分生长模型的关系 提出了一种基于数据库的虚拟森林环境构造方法,并在这个环境中模拟了林分的生长过程 林分的生长模拟从林分的初植期开始,用Weibull分布获得林木的直径分布、树高分布和位置信息,然后根据林分枯死模型,模拟林分密度的自然稀疏过程,并计算剩余林木的生长参数(胸径、树高、冠幅等)。

虚拟地理环境三维可视化系统构建(英文)

以现阶段虚拟地理环境发展为背景,介绍了虚拟地理环境平台的整体建设,分析了三维可化系统在平台建设中所起的作用,针对虚拟地理环境的特点设计开发了三维可视化系统VirtualGlobal,并深入探讨了开发过程中数据组织、场景构建、数据调度、渲染策略等关键技术的实现。经验证,该系统能够符合地学分析可视化的要求,较好的完成地理环境的可视化表达。

协同虚拟地理环境中多用户交流交互模式及实现

依据现实中人与人之间交往交流以及人与真实环境之间的关系互动方式,结合Internet上用户之间的信息交流手段,建立协同虚拟地理环境中多用户的交流交互模式,并以此为基础设计了协同虚拟地理环境的系统框架结构。以陕西绥德韭园沟小流域淤地坝坝系规划为例,应用JAVAJ、AVA3D、VRML研发了小流域坝系三维协同规划原型系统,并对协同虚拟地理环境中多用户的交流交互方式进行初步实验。

虚拟地形环境仿真中的若干空间认知问题

虚拟地形环境仿真是数字地图支持下的一种新的空间认知工具。它们需要有新的认知理论和建模方法。本文从地图的空间认知、多感觉通道、人机交互技术、感觉不协调性。

从地图到地理信息系统与虚拟地理环境——试论地理学语言的演变

地理学语言是人类认识地球环境和人类社会交流与传递地理信息的重要媒介。该文从传统地图、计算机制图、地理信息系统与遥感,到虚拟地理环境的发展,阐述了地理语言的演变与发展特征。作为地理语言的最新发展,笔者认为虚拟地理环境可以让地理学语言变得更为贴近地理信息的使用者,并为当今可持续发展的公众参与提供一种新的交流平台。虚拟地理环境是区域自然环境和社会经济环境的虚拟模型,它在强调地理信息使用者身临其境之感受的同时,还追求超越现实的理解。

虚拟地空战场通用视景仿真软件系统的设计

针对地空战场仿真的三维演示需求,基于高层三维图形开发环境设计了一套通用的视景仿真软件系统,适应于实时数据、人工规划路径等多种仿真驱动形式。使用MultiGenCreator建立了三维武器实体和地景模型;基于Vega仿真软件环境开发天空、地面背景和战场特效;利用大规模地形管理技术解决计算机对战场大地形实时处理能力不足的缺陷;通过设计粒子系统模拟了各种复杂的场景特效;利用C++编程,调用VegaAPI函数,开发了视景仿真程序。开发和应用结果表明,该系统灵活通用,效果生动,并且比以往直接基于OpenGL图形库开发的视景仿真软件提高了画面逼真度,缩短了开发周期。

网格虚拟地理环境体系结构研究

通过将网格技术与虚拟地理环境结合,以服务为核心,构造虚拟数据库,形成网格虚拟地理环境(G ridV irtual Geograph ic Environm ent,G rid-VGE),实现异构数据的集成与共享、任务的分解、闲散资源的充分利用、扩充虚拟地理环境的服务等。在详细阐述了G rid-VGE的框架结构及其关键技术的探讨后,以三维可视化地形漫游为例展示G rid-VGE中的一个应用实例。