大数据时代,天津港发展迅速,如何改变数据分散和二维显示模式相对落后的现状,解决服务质量低、实时性欠佳、资源浪费严重、运维成本高、统一规范缺乏、信息孤岛和系统扩展困难等问题,是一个亟待研究的课题。这些问题的核心是三维可视化显示中的数据共享,即1)多空间数据源的异构数据融合问题;2)多源空间数据与非空间数据的融合问题;3)已融合数据的可视化表现问题。为了解决上述问题,本课题针对港口数据的具体特征,提出了一个面向服务的港口数据共享框架GDF4GIS,并以此为核心设计实现了一个基于WebGIS的天津港三维可视化系统。课题主要研究内容如下:1.面向服务的港口多源异构空间数据融合模型为了解决多空间数据源的异构数据融合问题,本文提出了一个以GML为基础的面向服务的多源异构空间数据融合模型。该模型充分考虑了主流空间数据模型多样性的现状和融合模型平台独立性的需求,继承了传统Web服务模型角色分离的思想,利用GML来实现空间数据转换和数据重组,为上级多类型综合数据融合模型提供格式统一的数据输出接口,并屏蔽了整个融合过程,从而完成异构空间数据融合的格式化输出。2.面向服务的港口多源空间数据与非空间数据融合模型为了解决空间数据与非空间数据的融合问题,本文提出了一个以XML为基础的综合数据融合框架来处理港口空间数据与非空间数据的融合问题。不同于传统利用数据格式转换来实现融合的思路,该综合框架直接利用XML的标准化性质,将引入的各种数据源进行封装、归并和重组,从而避免了数据格式转换的复杂操作和巨大开销,并对外部数据表现层屏蔽了融合过程,平滑地向客户端提供了融合数据输出的标准接口,来完成整个数据融合的表达。3.基于MapReduce思想的分布式数据表达模型为了解决已融合数据的可视化表现问题,本文提出了一个基于MapReduce思想的分布式数据表达模型。该模型以多类型数据的融合结果为输入,创新地利用大数据处理中的MapReduce思想,对解析后的XML文档中的各种元素进行分布式的Map操作,即分别引用典型的数据处理方式来对不同数据类型进行独立处理,然后在结果管理模块中完成归并继承,即Reduce操作,最终在客户端浏览器中实现融合数据的独立表现,保证了原始数据的流畅性。4.服务式天津港网络三维可视化系统为了解决港口可视化问题,本文设计了以GDF4GIS为核心的服务式天津港三维可视化系统。系统分为数据层、服务层和应用层,其中数据层对存储空间数据和属性数据等进行分布式独立存储,业务数据按需分离存储;数据层对港口数据进行融合和处理;应用层在客户端浏览器中实现各种数据表达。在第五章系统实现中,我们建立了港区三维模型,融合实现了港区三维场景,并借助Sky Line API编程实现了船舶动态定位、卡口视频播放等系统功能的应用创新。