Implementation of a 3D WebGIS for Dynamic Geo-Referencing of 3D Tiles on the Virtual Globe

Needs for real-time interactive visualization of 3D Tiles for massive 3D content on the web-based virtual globe is rapidly increasing, and to achieve this goal, 3D Tiles needs to be correctly geo-referenced to other geospatial data on a web-based virtual globe. It is possible to generate 3D Tiles from different kinds of spatial data through various software tools. However, due to various factors the 3D Tile datasets are often poorly or not at all geo-referenced. To tackle this issue, we propose a new 3D WebGIS framework that facilitates dynamic geo-referencing 3D Tiles on the CesiumJS virtual globe.

基于KML和虚拟地球的三维数字校园研究——以兰州大学为例

提出了一种新的三维数字校园建设的技术路线.在介绍相关技术背景的基础上,详细阐述此技术路线包含的两个关键部分,即基于KML的三维模型优化策略和基于虚拟地球应用程序接口的三维数字校园系统架构.最后将兰州大学三维数字校园系统作为实验案例,实现了在线访问、三维浏览,查询定位等功能,并且具有三维环境漫游流畅和系统开发便捷的特点.通过本系统取得的良好效果,证明了本文提出的基于KML和虚拟地球的三维数字校园建设技术路线切实可行,并在三维建筑物模型优化和轻量级的系统架构方面有很大优势.

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。

面向虚拟地球的三维气象场可视化方法

三维气象场是一个多维变化的环境,可视化是研究其内在规律的重要方法。针对三维气象场的全球范围、多维多尺度、海量数据等特征,提出了基于体元对象的数据模型和多级体元索引机制,并在此基础上设计了面向三维气象场的可视化方法,包括基于箭头模型的矢量场可视化方法和改进后的基于三维纹理映射体绘制的标量场可视化方法。最后基于虚拟地球平台进行了可视化和时空检索分析实验。实验验证了该方法的可行性和有效性。

面向GPU绘制的复杂三维模型可视化方法

针对网络三维虚拟地球中对大范围、高密度复杂三维模型高效绘制的要求,设计了面向GPU绘制的三维模型数据组织结构。在此基础上,提出了面向GPU绘制的三维模型纹理烘焙和多尺度可视化方法。基于开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe进行了实验,比较了传统绘制方式和基于GPU的绘制方法在可视化效果和效率上的区别。实验表明,本文提出的方法在保持三维模型特征条件下能有效提高其绘制效率。

面向虚拟地球的海陆地形多尺度TIN建模及可视化方法

提出了一种面向虚拟地球的海陆地形多尺度不规则三角网(triangulated irregular network,TIN)建模及球面快速可视化方法。利用贪心插入TIN表面简化算法构建海陆地形的离线TIN金字塔,并设计了一种高效的虚拟节点结构,对各级TIN构网实施无缝分割和分层分块存储。在利用离线TIN地形金字塔实现多尺度海陆TIN地形的快速检索和三维场景生成的基础上,通过一种接边关系编解码方案实时消除TIN地形渲染时的裂缝,最终实现多尺度海陆TIN地形场景的高效可视化。实验结果表明,该方法能显著减少海面渲染所需的面片数,并实现岛礁、海岸等破碎地形的高保真度表达,有效改善了传统虚拟地球系统采用规则格网(Gird)模式绘制海陆地形导致大量几何冗余和表达失真等缺陷。