虚拟现实技术在GIS中的应用

1、 地球科学与工程学院地球科学与工程学院地图制图学与地理信息工程地图制图学与地理信息工程 虚拟现实技术在虚拟现实技术在GIS中的应用中的应用地图制图学与地理信息工程 赵慧慧1o虚拟现实技术简介nVR的组成nVR的分类o虚拟地理信息系统VR - GIS n基于GIS的虚拟现实技术的主要开发工具n应用3DGIS系统开发工具oVRGIS的关键技术nGIS-VS技术的融合及特点nVRMLoVRGIS的应用oVRGIS的发展趋势内容提纲2 虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介o虚拟现实(Virtual Reality)技术,又称灵境技术。该技术的特点在于一种基于可计算信息的沉浸式交互环境。具体地说,计算机通过

2、计算并构成我们所熟悉的三维空间,产生一种人为虚拟的环境,使用者借助一定的设备,以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互,从而产生身临其境的感受。 3VR系统的组成系统的组成用户检测反馈传感器控制虚拟环境3D模型建模模板现实世界4VR技术的分类技术的分类o分类1 沉浸式虚拟现实 非沉浸式虚拟现实o分类2 被动式虚拟现实 查询式虚拟现实 交互式虚拟现实5虚拟地理信息系统虚拟地理信息系统VR - GISVR - GIS 技术是指虚拟现实技术与地理信息系统技术相结合的技术, 包括与网络地理信息系统(WebGIS、ComGIS) 相结合的技术。VR - GIS技术是90 年代才开始的一种专门以地学信息科学

3、为对象的虚拟现实技术6目前基于目前基于GIS的虚拟现实技术的主要开发工具包括三的虚拟现实技术的主要开发工具包括三大方面：大方面：传统的GIS系统系统开发工具：包括ArcGIS、MapInfo、SuperMap等专门的3DGIS软件,如美国Alberta大学开发的 MR,国内灵图公司的VRMap等专业的3D游戏开发工具，如OpenGL、Direct等7应用应用3DGIS系统开发工具简介系统开发工具简介现在现在主流的主流的GIS软件都提供了比较强大的三维软件都提供了比较强大的三维GIS功功能，主要包括了：能，主要包括了： 点,线,面等转换为TIN,DEM数据以及TIN,DEM转换为点,线,面数据

4、，填挖方计算 ，三维浏览,淹没,飞行模拟等三维功能 ，并且支持使用多种编程语言进行二次开发等下图在是就在地理信息系统论坛上几种主要的GIS软件和三维开发工具进行一个调查的情况。8VR-GIS的关键技术的关键技术o环境建模技术环境建模技术n即虚拟环境的建立，获取实际三维环境的三维数据，并利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。o立体声合成和立体显示技术立体声合成和立体显示技术n在虚拟现实系统中消除声音的方向与用户头部运动的相关性，同时在复杂的场景中实时生成立体图形。o实时三维图形生成技术实时三维图形生成技术n三维图形的生成技术已经较为成熟, 其关键是如何实现“实时”生成。9VR-GIS的关键技

5、术的关键技术o应用系统开发工具应用系统开发工具n虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象, 即如何发挥想象力和创造力。选择适当的应用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。为了达到这一目的, 必须研究虚拟现实的开发工具。o系统集成技术系统集成技术n由于虚拟现实系统中包括大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术为重中之重：包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、识别和合成技术等等。10GIS-VS技术的融合及特点技术的融合及特点oGIS和VR两个技术的连接, 主要是通过虚拟现实构模语言(VRML)转换文件格式,把GIS信息转到VR中表示VR-GIS方法是基于一个耦合的

6、系统,由一个GIS模块和VR模块组成。oVR-GIS的主要特征有: n系统的数据库是传统的GIS;nVR的功能是增加GIS的制图功能;n基于PC系统的趋势,它依赖于桌面GIS。11VRML（虚拟现实建模语言）#创建造型Shape appearance Appearancematerial Material #空间物体造型外观 diffuseColor 0.3 0.2 0.0 #一种材料的漫反射颜色ambientIntensity 0.4 #多少环境光被该表面反射specularColor 0.7 0.7 0.6 #物体镜面反射光线的颜色shininess 0.20 #造型外观材料的亮度 geo

7、metry Cylinder #圆柱体radius 0.4height 3.5top TRUEbottom TRUEside TRUE12VR-GIS的应用的应用o城镇规划与建筑设计o旅游管理、风光介绍o流域水资源管理o军事模拟训练o教育与培训o商业13VR-GIS的应用的应用虚拟城市与虚拟校园的建立14VR-GIS的应用的应用VR在军事模拟中的应用15VR-GIS的应用的应用VR在教育培训方面的应用16VR-GIS的应用的应用o商业上，虚拟现实常被用于推销。商业上，虚拟现实常被用于推销。 例如建筑工程投标时，把设计的方案用虚拟现实技术表现出来，便可把业主带入未来的建筑物里参观，如门的高度、窗户朝向、采光多少、屋内装饰等，都可以感同身受。 它同样可用于旅游景点以及功能众多、用途多样的商品推销。17基于基于GIS的虚拟现实技术的发展前景的虚拟现实技术的发展前景虚拟现实技术作为一种新型的虚拟交互媒体，目前已经引起了人们的极大关注。它在未来的应用领域(特别是仿真模拟和娱乐)中具有很大潜力，应用前景极