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3DGIS中的可视化仿真实现及功能开发

作　者: 唐大成
导　师: 安放舟
学　校: 新疆大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: ArcObjects 3DGIS 可视化仿真 插件 SceneControl宿主程序
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 75次
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内容摘要


3DGIS拥有比2DGIS更加逼真的显示效果,拥有内容更加丰富、结构更加复杂的空间数据,拥有更加独特的空间分析功能。但是3DGIS又是一个在理论上尚不完善、在技术上尚不成熟的技术。正是3DGIS方兴未艾的发展状况,才吸引着越来越多的人投入到对它的研究、开发和应用中去。本文以SceneControl宿主程序为例,集中研究和探讨了3DGIS应用的两个重要方面:可视化仿真在GIS中的实现以及3DGIS功能的开发。ESRI的ArcObjects提供了对DEM和3维模型数据库的有限支持。使用ArcObjects开发的产品如3DAnalyst扩展模块和ArcSene等所提供的对DEM的采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示功能已十分成熟。但是它们对相对复杂的3维模型数据库的支持还十分有限。以此为依据,笔者完成了研究区的地形建模和地物建模,并以此为基础生成了研究区的3维场景(.sxd)。所有的空间数据都基于西安80坐标系下的高斯—克吕格3度带投影。地形建模采用了用TIN表达的DEM。地物建模则主要采用了Multigen的OpenFlight 3维模型数据库,少数地物模型使用ESRI的Geodatabase来替代。无论是地物模型还是地形模型,都可以在SceneControl中被渲染。本文所开发的3DGIS功能都是针对ArcScene内置工具在具体实践中所体现出的缺陷和不足而有选择性地开发的结果,避免了因重复开发而造成的资源浪费。它们以能够被植入到宿主程序中的功能插件的形式实现并发布。这些功能插件的设计突破了COM GIS的藩篱,使其对Windows注册表的依赖降为最低,从而为模块的低耦合性、可重用性、可扩展性、简单性和可维护性提供了更好的支撑。在使用Windows Installer对笔者所部署的软件包进行安装之后,这些插件不仅适用于一切内置了SceneControl的宿主程序,也可以为下一次开发提供必要的类型库支持。当然,笔者所创建的3维场景、所开发的3DGIS功能插件必定存在着诸多不足之处。但是可视化仿真领域事实上的标准OpenFlight的引入使得3维模型的更新和维护成为可能;GIS功能的插件式设计使得宿主程序具备了充足的可扩展性和可维护性。而本文所做的最重要的工作正是提供了一个在GIS中实现可视化仿真和GIS功能扩展的框架。随着3DGIS具体需求的增加,这个框架会被填充更多、更具体的实现细节,并为更健壮的3DGIS的建设做出贡献。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 研究背景  9
  1.2 国内外研究进展及应用状况  9-14
  1.3 研究内容  14-15
  1.4 技术路线和研究手段  15
第二章 空间数据采集  15-25
  2.1 影像数据采集  17-22
    2.1.1 遥感影像的获取  17-18
    2.1.2 影像的空间配准  18-22
  2.2 建筑物纹理数据采集  22-25
  2.3 地形数据采集  25
第三章 可视化仿真  25-40
  3.1 可视化仿真基本原理  25-27
    3.1.1 可视化仿真概述  25-26
    3.1.2 3 维应用程序接口  26-27
  3.2 3 维模型数据库的建立  27-36
    3.2.1 3 维模型数据库的选择  28-30
    3.2.2 3 维体模型数据库的建立  30-34
    3.2.3 3 维面、线模型数据库的建立  34-36
  3.3 3 维地形模型的创建  36-40
    3.3.1 数字地形的表达  36-37
    3.3.2 DEM 数据采集的方法  37-38
    3.3.3 空间插值方法  38-39
    3.3.4 3 维地形建模的实现  39-40
第四章 3DGIS功能插件的设计与实现  40-66
  4.1 3DGIS 功能插件与3DGIS  41-43
  4.2 开发平台及开发工具概述  43-47
    4.2.1 ArcObjects 软件组件库  43-44
    4.2.2.N ET Framework  44-46
    4.2.3 Microsoft Visual Studio (for .NET Framework)  46-47
  4.3 3DGIS 功能插件设计  47-51
    4.3.1 3DAnalyst OMD 中的组件类及接口  47-48
    4.3.2 ICommand 和ITool  48-50
    4.3.3 3DGIS 功能的载体：接口  50-51
  4.4 3DGIS 功能插件的实现  51-66
    4.4.1 3DGIS 功能插件开发的一般步骤  51-56
    4.4.2 3DGIS 功能插件的开发实例  56-66
第五章 成果与总结  66-72
  5.1 成果展示  66-69
  5.2 特色与创新  69-70
  5.3 不足与展望  70-72
参考文献  72-78
在读期间发表论文清单  78-79
致谢  79

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 一般性问题 > 测绘数据库与信息系统
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