Using GIS Data to Build Informed Virtual Geographic Environments (IVGE)

In this paper, we propose a novel approach to automatically building Informed Virtual Geographic Environments (IVGE) using data provided by Geographic Information Systems (GIS). The obtained IVGE provides 2D and 3D geographic information for visualization and simulation purposes. Conventional VGE approaches are generally built upon a grid-based representation, raising the well-known problems of the lack of accuracy of the localized data and the difficulty to merge data with multiple semantics. On the contrary, our approach uses a topological model and provides an exact representation of GIS data, allowing an accurate geometrical exploitation. Moreover, our model can merge semantic information, even if spatially overlapping. In addition, the proposed IVGE contains spatial information which can be enhanced thanks to a geometric abstraction method. We illustrate this model with an application which automatically extracts the required data from standard GIS files and allows a user to navigate and retrieve information from the computed IVGE.

Recent Progress of Marine Geographic Information System in China:A Review for 2006-2010

In this article,the progress of marine geographic information system(MGIS) in China during 2006?2010 is reviewed with emphases on generic MGIS,advanced MGIS and MGIS-based applications.Generic MGIS can be divided into two categories:data-oriented MGIS and user-oriented MGIS,recent achievements of which by Chinese researchers are summarized respectively.Advanced MGIS mainly involves the establishment of 3D virtual marine environment and 'Digital Ocean'.An overview of the 3D MGIS based simulations in the context of ocean phenomena,ocean engineering and ocean battlefield is also presented.Several sug-gestions for future development of MGIS in China are proposed,and trends of development are addressed.

Abstraction of informed virtual geographic environments

We propose a novel method for the automated generation of virtual geographic environments that allows using geographic information system data to build what we call informed virtual geographic environment(IVGE).The description of an IVGE integrates semantic information expressed using conceptual graphs,a standard knowledge representation technique.In addition,we propose an abstraction process that uses geometric,topologic,and semantic characteristics of geographic features to build a hierarchical graph-based structure describing this IVGE.Our IVGE model enables the support of large-scale and complex geographic environment modeling for multiagent geo-simulations in which the agents are situated and with which they interact.

虚拟地理环境中全景图深度信息恢复与应用

针对空中全景图深度信息缺失导致无法进行空间分析量算的问题,本文提出一种基于虚拟地理环境的众源空中全景图深度信息恢复与空间分析量算应用的方法。首先,利用数字地表模型和倾斜摄影测量三维模型构建目标区域高精度虚拟地理环境,设计改进的后方交会算法解算众源空中全景图的拍摄参数;其次,采用射线求交算法计算全景图像点与地面点的距离并生成全景深度图;最后,设计基于深度信息的空中全景图空间分析量算模型,并在登封地区进行实验。结果表明,通过人机交互的方式,利用基于空中全景图深度信息的空间分析量算模型,能够对目标区域开展环境勘察,验证了该方法的有效性。

Spatial simulation using abstraction of virtual geographic environments

In this paper,we address two challenging issues underlying spatial simulation using software agents immersed in virtual geographic environments(VGE).First,the way to describe virtual VGE models using accurate spatial decomposition approaches structured using graph theory techniques.Second,the use of graph abstraction techniques to support realistic and advanced navigation and path planning capabilities for software agents considering the VGE’s characteristics.In order to illustrate our contributions to the growing field of spatial simulations,we present and discuss a case study involving an urban VGE model populated with agents who autonomously and differently interact with multiple abstractions of the same physical environment.

城市虚拟地理环境的研究与实现

虚拟地理环境是一种新的地理学语言,城市虚拟地理环境是虚拟地理环境在城市中的应用。以遥感影像为数据源,通过TIN(Triangulated Irregular Network)模型和CSG(Constructive Solid Geometry)模型集成生成城市虚拟地理环境,采用TIN模型描述地形,CSG模型描述建筑物,通过提取建筑物地面轮廓作为TIN模型的限定约束条件,构建城市虚拟地理环境的三维景观,实现城市三维空间信息的共享。

虚拟战场环境中的多维信息综合显示

21世纪的综合战场环境(SB)中演练将包括陆海空天多种实体在综合自然环境(SNE)中的 协同作战,指挥控制(command and control,C2)系统操作员需要一种直观、自然的方式了解整个战场的所有信息,以便对训练效果和武器性能做出高效快速的评估和分析。传统的桌面显示模式面对综合战场环境中的巨大的信息量暴露出了多方面的局限性。本文综合2D/3D优点提出多维信息综合显示的构想。

基于网络地理信息服务的选线数字地形获取方法

针对道路前期规划阶段纸质地形图陈旧、数字地形信息获取困难且成本高的特点,在综合分析当前开放网络地理信息资源的基础上,利用航天飞机雷达地形测绘使命(shuttle radar topography mission,SRTM)数据和Google Maps影像,提出了获取构建道路数字化选线系统虚拟地理环境所需的数字高程模型(digital elevation model,DEM)和数字正射影像(digital orthophoto map,DOM)的方法,并设计了Google Maps影像瓦片快速下载方法;基于分治法的思想,提出了一种全局非线性、局部线性的Google Maps影像变换算法,实现了与SRTM数据的快速配准,并在此基础上进行了地形数据获取与建模测试.研究结果表明:通过自动计算瓦片URL地址,采用libcurl库函数和多线程下载技术,下载影像瓦片速度稳定、快捷、自动化程度高;获取的DOM分辨率可达0.2 m以上,与DEM数据配准后,构建的虚拟地理环境能满足道路前期规划阶段开展数字化选线设计的需要.

关于虚拟地理环境研究的几点思考

该文主要回答了目前被频繁问及的有关虚拟地理环境的几个问题。重点阐述了虚拟地理环境的概念、发展现状及其基本理论、方法、关键技术与应用,以及与传统地理信息系统的区别。指出虚拟地理环境是在空间数据库和地理模型管理基础上构建的、同时表达地理静态和模拟动态现象的、面向多用户的分布式协同虚拟环境。因此,虚拟地理环境突破地理信息系统以数据共享为核心的框架,走向以数据库和模型库为双核心的知识共享平台,进而形成一个新知识的生成环境。

地理空间信息网格的历史演变与思考

网格的概念随着科学技术和社会实践的发展而不断演变,在不同行业中的内涵既有区别又有联系。本文首先分析了地理空间网格的基本特征,提出了地理空间网格的广义和狭义概念。然后,回顾分析了地理空间网格的发展历史,认为地理空间网格是一种人类空间认知的重要思想和理论、方法,地理空间信息网格是信息化条件下的地理空间网格。最后,分析指出了地理空间信息网格以信息化的地球系统为研究对象,以模型理论为基础理论,未来将发展出现代地理空间网格的标准体系和服务体系,不仅服务于人,还将服务于智能化平台,具有广阔发展前景。

虚拟地理环境研究与展望

首先从地图到地理信息系统再到虚拟地理环境的演化过程,剖析发展虚拟地理环境的实际需求,从而对现阶段的虚拟地理环境进行定位;其次,从虚拟地理环境架构设计的角度,对虚拟地理环境各个组件功能设计过程中的关键难点进行阐述;最后,面向国家层面的重大需求,以虚拟地理环境与遥感技术、全球变化研究相结合为契合点,提出对虚拟地理环境发展的展望。

分布式地学虚拟环境研究

讨论了分布式地学虚拟环境的概念、特征以及与 GIS的相互关系 .从系统结构、数据模型、交互界面和开发工具方面 ,对分布式地学虚拟环境的系统框架进行了研讨 .最后 ,从理论、技术和应用层面介绍了关于分布式地学虚拟环境的研究热点和难点 ,并讨论了进一步的研究方向 .

构建虚拟海洋环境若干问题探讨

随着数字地球、数字海洋概念的提出,将数字技术有效地应用于海洋领域已显得刻不容缓,而构建虚拟海洋环境则是实现这一应用的基本途径之一。给出了虚拟海洋环境的概念,提出虚拟海洋环境的完整体系结构应包括计算机网络层、海洋环境数据层、虚拟海洋环境多维表现层、个人感知/认知层和多用户协同工作层等5个部分。同时从信息传输和处理的角度提出了构建虚拟海洋环境的技术框架,讨论了海洋信息的获取、处理、建模、表达以及虚拟环境感知/认知和地理协同等相关技术与方法,最后指出了构建虚拟海洋环境的重点和难点。

面向虚拟地理环境的语义数据模型

针对当前虚拟地理环境中语义信息表达不足问题,提出了一种面向虚拟地理环境的语义数据模型,能够有效表达几何信息、拓扑信息、语义信息和属性信息,并对这些信息进行关联来表达实体。设计了面向虚拟地理环境的集成空间数据结构,综合表达地上、地表和地下空间实体,通过实体的分类和分解来表达实体的语义信息;依据此语义数据模型,实现了地上建筑物和地形的无缝集成。该语义数据模型能够对虚拟地理环境中的实体进行无歧义表达。

三维电子海图自动建模技术研究

针对采用二维电子海图表示海洋自然地理环境在三维可视化方面的不足，介绍了从二维电子海图中提取海洋地理信息建立海洋地理信息数据库，而后利用三维建模软件和视景驱动软件实现三维电子海图的可视化和大地形的数据管理的方法和步骤，最后实现实体模型的动态装载．实验结果表明该方法可以有效地应用于海底及其他地貌物的生成和管理，并为最终建立大范围的虚拟战场海洋环境提供基础．

虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现

本文首先在分析地学虚拟环境和虚拟地理信息系统的同时 ,指出当前虚拟地理信息系统在数据模型上的不足 ;然后具体介绍了我们设计的虚拟地理信息系统数据模型 ,在该数据模型中通过引入结构对象 ,支持地理数据在空间数据库中的管理和在地学虚拟环境中表达 ;同时介绍了该数据模型基于主动式面向对象数据库的实现 ,并在其支持下的地理对象中引入了对象事件属性 ;最后文中给出系统应用示例图。

虚拟现实技术在虚拟海洋环境中的应用

介绍了从真实的电子海图中提取海洋地理信息数据,建立数据库,并转化成所需要的格式,分别存入海洋地理信息数据库的实现方法和步骤;根据这些数据库建立实体模型库,自动生成三维模型后建立三维模型库,最后实现了实体模型的动态装载.

适应于分布式虚拟地理环境服务的对等网络模型研究

阐述了分布式虚拟地理环境系统体系结构的研究现状,对当前分布式虚拟地理环境系统建设所面临的技术难点和挑战进行了深入探讨,在此基础上将对等网络技术引入到分布式虚拟地理环境系统的建设中。对现有的对等网络路由结构的适应性进行了深入的比较和分析,进而设计了一个适应于分布式虚拟地理环境服务的大规模对等网络模型,并对该模型进行了模拟测试和分析,达到了预期的效果。

基于VRM ap的大范围城市三维景观构建研究与实现

大范围城市三维景观在城市应急反应、虚拟旅游、智能交通、城市规划与设计、无线基站选址等方面都有着十分广阔的应用领域。在研究了在DEM、DOM、DLG三种数据源的基础上,构建惠州市大范围城市三维景观,同时就大范围城市三维景观构建过程中线划图的预处理、特殊物体的建模、DEM数据的格式转换、纹理的后期处理和映射等一系列关键问题进行了详细探讨和阐述。

面向低空防撞的虚拟地理环境数据组织及应用

低空地理环境复杂,地面山体起伏、高大建筑物、通信铁塔、跨江大桥、高大植被等对低空飞行有重大影响,基于导航定位信息和虚拟地理环境的可视导航和防撞告警技术是低空安全飞行的重要技术保障。设计了基于球面立体网格模型与面向对象模型相结合的虚拟地理环境数据组织模型,探讨了球面低空立体网格剖分方法、网格编码以及数据组织方式,设计了低空环境对象组织结构,实现了低空飞行防撞告警算法。实验验证了算法可行性。