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“数字城市”与“数字环境”是当今GIS和信息技术领域研究的热点问题。虚拟现实技术是实现数字城市关键技术之一。高校校园是城市的缩影,有着数字城市和虚拟环境建设必要的核心技术,虚拟数字校园建设积累的技术和经验也能为数字城市提供良好的借鉴。
本文以南开大学校园为实例,结合遥感、地理信息系统和虚拟现实等技术,基于遥感影像提取人工建筑物立体模型、构建虚拟场景、实现3D地理数据网络传输,构建南开大学虚拟数字校园。
主要内容包括:
1)影像数据处理和模型提取。以2004年10月拍摄的南开大学区域高分辨率数字影像为主要数据源。经过影像正射校正处理后,从中提取南开大学DEM和主要建筑模型。结果表明此方法快速,准确,花费低,能够满足数字城市环境建模需求。而对于不能从影像上提取的小型人工建筑模型,则采用专业型3D建模软件或其它建模方式进行构建。
2)纹理数据采集、编辑及建筑模型的后处理。利用数码相机在南开大学校园实地采集各建筑的侧面纹理图像,导入PhotoShop进行编辑。为使模型更加真实、美观,将处理好的纹理图片贴面到对应的建筑模型,并对模型进行格式转换、压缩、优化等处理以适合网络传输。将模型的位置参数、存储路径等信息存入 SQL Server 2000 数据库,以备后用。
3) 虚拟场景构建。对网络环境下的虚拟场景构建技术进行探讨。将DEM、地面纹理、树木、建筑等模型在 GeoVRML环境下进行整合,构建虚拟场景。探讨运用细节层次模型(LOD)、代码重用(DEF/USE)等技术对场景进行优化。运行测试结果表明,这些技术的运用能有效提高场景运行效率。
4) 数字校园系统建设。设计了南开大学虚拟数字校园系统结构体系。借助ASP、Cortona ActiveX 控件、数据库等技术,探索虚拟场景漫游控制、虚拟场景与二维地图结合、人机交互、信息查询等功能的开发。根据已有工作成效和不足对后续工作进行展望。
结果表明,基于高分辨率数字影像能够快速完成大规模场景的数字环境建模,GeoVRML 是虚拟网络地理环境构建的有效手段。今后将在此基础上展开进一步的应用分析。