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虚拟现实技术在地理信息系统中的应用

发表于:2014-03-28投稿人:

1. 测绘学科的发展

世纪之交测绘科学技术的发展突飞猛进,其发展的特点为:测绘数据采集和处理的方法正在逐渐现代化、自动化、数字化。测绘数据管理方法正在逐渐科学化、标准化、规格化。测绘数据传播与应用正在逐步网络化、多样化、社会化。测绘信息是地球 数据库中 最活跃的信息种类之一,也是将来“信息高速公路”中可流通的信息种类。显然目前的测绘信息的处理与表达方式还满足不了人们各方面应用的需要。因此,我们只有在不断创新且引入其他学科的先进成果的基础上,才能逐步缓解供需之间的矛盾。在现代测绘信息处理与表达中引入虚拟现实(Virtual Reality简称VR)技术,是解决这种矛盾的趋势之一。 可视化VR交互技术将成为处理实时3D地理信息系统的新技术

2. 虚拟现实技术简介

虚拟现实(Virtual Reality)技术是80 年代后期兴起的计算机图形新技术,它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、触觉等感觉形式的虚拟世界。从某种意义上说,虚拟现实技术是计算机仿真与视觉技术的延伸。从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段,最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担,提高整个系统的工作效率。

3. 虚拟现实技术的分类

虚拟现实技术可分为沉浸式虚拟现实技术与非沉浸式虚拟现实技术,也可分为被动式虚拟现实、查询式虚拟现实以及交互式虚拟现实。沉浸式虚拟现实技术,是通过一些特殊的外部设备来实现的,如三维鼠标器、头盔式三维立体显示器、有! 个自由度的力传感器组成的数据手套、立体声耳机等 输入输出设备和高性能计算机以及相应的软件。操作者可以得到身临其境的真实立体感觉,并可以使用自然技能,对虚拟世界进行交互考察,使人完全进入计算机创造的图形世界里,犹如感受真实世界。非沉浸式虚拟现实技术,则是通过传统的标准外设,主要是依赖软件技术来实现的.  被动式虚拟 现实:为三维环境的用户提供一个放手的、自动的过程。路程和观察由软件严格地、独占地控制。用户除了退出会话外,没有其它控制权。查询式虚拟现实:提供一个通过三维环境时用户指出的行程。参与者可以选择路程和观察,但是不能够再有其它的与三维场景的交互作用。交互式虚拟现实:供一个通过三维环境时用户指出的行程,另外,三维环境还是虚拟实体反应并作用于行为的参与者。但无论是哪种虚拟现实技术,都必须解决虚拟场景建模与渲染问题。在交互式虚拟现实中,还要解决交互式操作的响应与实时渲染问题。



4. 结论

由于近年来计算机硬件技术的飞速发展,使得在普通微机环境下实现虚拟现实技术成为可能,虚拟GIS( 可以在普通平台上提供任何相关服务。虚拟GIS 是高度集成的、有效的实时3D GIS的地形数据可视化,系统具有管理大量的高程数据的能力,典型地管理复杂地理数据集。在数字城市系统中,虚拟地理信息系统所具有的观察立体细节的能力,可以跳转到不同的位置来检验开辟新观察的可能性。新的建筑物或其他设施的规划者能从他们的透视位置进行全面的立体观察,或者能从附近的建筑物看到他们所在的地方的虚拟建筑物。城市管理者能看见各层街道、建筑物和停车场上的实际地貌,估计附近地点可以容纳的建筑数目、拥塞情况、光线照射等情况。此外,他们能用&’( 数据库显示分布的商业活动,例如学校或商店的定位、主要下水道以及无数的其他信息。紧急事件报警服务能使责任者立即获得他们将要处理区域的三维图像,在&’( 数据库中适当地添加事件信息,就能看见那儿出现的建筑或道路交通拥挤。其应用前景非常广阔。


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