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《吉林大学》 2010年
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基于RIA的全景虚拟野外地质信息系统

邓春燕  
【摘要】: 地质信息系统是计算机科学、地质学、地图学等多门学科综合的交叉学科,随着相关技术的发展,人们对现有地质信息系统的可视性、交互性、实时性都提出了更高的要求。近年来快速发展的虚拟现实技术、网络技术和地质信息系统理论为构建三维的虚拟地质信息系统提供了技术基础。本文的目的是系统地研究虚拟现实、计算机网络和地质信息系统的集成技术,并以吉林大学兴城野外地质教研基地为示范区,建立示范的三维全景虚拟野外地质信息系统,实现三维虚拟野外环境的漫游功能,为虚拟漫游系统在地学及相关领域的应用提供技术支撑。 作者首先对Web2.0的核心技术丰富互联网应用程序(Rich Internet Applications,简称RIA)和虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)做了系统的研究,分析了这两种技术给地质信息系统的发展所带来的契机,并在此基础上提出了全景地质信息系统的概念及其理论和方法。结合地质信息系统自身的数据特点、操作特点和用户需求,提出了实现三维全景虚拟野外地质信息系统的技术路线:采用全景图像作为存储方式、利用基于图像绘制的虚拟现实技术来构建虚拟野外地质信息系统,并发挥RIA主流技术Flex和Ajax(Asynchronous JavaScript and XML)各自的优势,解决构建虚拟场景过程中所带来的实时性、交互性和画面加载的瓶颈问题。 论文的主要贡献和研究成果如下: 1.提出了全景地质信息系统的概念、理论和方法。对于现有的虚拟现实技术和地质信息系统的集成进行研究,结合目前所存在的问题,分析了相关技术,在此基础上提出了全景地质信息系统的概念,从基本理论、技术系统和应用研究三方面详细阐述了全景地质信息系统的研究内容,讨论了全景地质信息系统软件工程建设,并提出了在现有3S(闾国年,2003)技术基础上增加全景信息系统(Panoramic Information System-PIS),成为4S技术,以提供更加全面的空间地理信息服务。 2.自主研发了全景图像采集设备。作者和项目组成员自主研发了车载高分辨率全景图像采集系统。该采集系统由GPS控制,可在车辆运动过程中按一定距离,自动采集全景图像。可对工作区进行高密度的快速数据采集,相对手工测绘工作方式,在不降低数据精度的情况下,大大提高了数据采集的效率及有效数据采样点。该系统已获得国家实用新型专利。 3.实现了三维全景虚拟野外地质信息系统,提升了地质信息系统的可视性和交互性,该系统在真实感、交互性、制作成本及开发周期方面都显示出巨大的优势。虚拟漫游技术是目前虚拟现实领域的一大研究热点,虚拟现实技术在地学领域中均是采用了传统的基于几何绘制的实现方法,这种方法在单机版本中可以有效地增强系统的可视性和真实感,但是由于涉及复杂的几何建模等计算过程,当利用Internet进行网络发布时,画面加载速度成为此类系统的瓶颈,这也是虚拟现实技术难以和地质信息系统进行集成的主要原因。论文利用全景图像作为存储方式,实现了基于图像绘制技术的虚拟野外地质信息系统,实现了地质信息系统中虚拟漫游系统零的突破,在很大程度上提升了地质信息系统的交互性和可视性。 4.利用图块技术实现虚拟场景构建时的分块投影,和传统的3D引擎相比,减少了计算机运算量,提高了场景的画面加载速度。 5.在图块技术的基础上,论文融入了最新的互联网技术,通过Ajax的异步传输技术,利用网络空闲时间把当前视窗周围的图块预先进行网络传输,实现画面的无刷新加载,提高用户下一步浏览时场景画面的加载速度,极大的提升了用户的体验。 作者结合吉林大学兴城野外地质实习基地的建设,给出了示范的全景地质信息系统的具体建设流程和实现方法。理论分析和实践证明该集成方案可行、有效、新颖,极大地增强了现有地质信息系统的可视性、交互性和实时性。 全景地质信息系统可以应用于许多研究领域,如国土资源调查、地质学普及教育、地质环境评估、地质灾害预防等。该论文将为RIA技术、三维全景虚拟现实技术和相关领域系统的集成提供技术支撑,图块技术和Ajax的引入也将对虚拟现实技术发展提供新的思路。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P208

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 徐春辉;于国强;张伟;薛林福;;基于Flex与ArcGIS Server的全景地质信息系统的设计与实现[J];辽东学院学报(自然科学版);2012年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨本臣;基于对等网络的WebVR系统关键技术研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 闫红桥;基于J2EE架构的网上报名系统的设计与实现[D];山东大学;2011年
2 张学林;基于WCF和Silverlight的Web应用框架技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 陈丽励;基于RIA的虚拟教室研究与设计[D];西南交通大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 黄辛 通讯员 汪海;[N];科学时报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 曹国云;张伟;;AutoCAD数据到GIS空间数据转换技术和方法的研究[J];安徽农业科学;2006年22期
6 贾志成;杨光;杨国苑;;基于不同精度DEM的黄土丘陵沟壑区地形指标提取误差分析[J];安徽农业科学;2008年05期
7 陈龙高;吴长虹;陈龙乾;;GIS支持下的农地流转管理信息系统设计与开发关键技术研究[J];安徽农业科学;2008年16期
8 张峰;董琳瑛;;GIS在温室大棚生产管理体系中的应用构想[J];安徽农业科学;2009年04期
9 江立武;;GIS支持下的城市地价区段划分应用研究——以南昌市为例[J];安徽农业科学;2009年07期
10 王增军;孔小勇;朱丽玲;;基于数字地价模型的城镇土地级别调整研究[J];安徽农业科学;2009年31期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈科;张斗南;郭利;范圣耀;刘晓敏;;基于C/S结构的印刷企业信息管理系统的研究与开发[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
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3 王兵;马惠;葛利玲;王争艳;;数字高程模型及其应用简介[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
4 曾涛;何玉良;钟江文;;基于多GIS平台的矿产资源潜力评价方案——以栾川钼钨矿评价为例[A];河南地球科学通报2011年卷(下册)[C];2011年
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7 盛磊;于晓波;刘旨春;高策;;光电经纬仪三维视频模拟仿真系统及遮挡效果的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
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9 陈倬;王丹;李成名;李海明;毛东军;;数字城市与城市信息系统建设[A];现代测量技术与地理信息系统科技创新及产业发展研讨会论文集[C];2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
2 王宇;全景成像的计算机重构技术研究[D];长春理工大学;2010年
3 华岗;地震体数据可视化与分析研究[D];浙江大学;2011年
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5 苏斌;GIS支持下的城市地价空间分布与土地集约利用研究[D];解放军信息工程大学;2010年
6 车森;空间数据跨媒介可视化输出研究[D];解放军信息工程大学;2010年
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9 赵芝;大兴安岭北部晚古生代岩浆作用及其构造意义[D];吉林大学;2011年
10 孟恩;黑龙江省东部晚古生代—早中生代构造演化:碎屑锆石与火山事件的制约[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鞠登磊;城镇地籍数据库的建立及其管理系统的开发[D];华中农业大学;2010年
2 王变利;GIS在物流配送系统中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
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6 崔静怡;基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
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8 金耀;虚拟服装网格模型切割及参数化算法研究[D];浙江理工大学;2010年
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10 石奇波;虚拟化学实验的建模技术研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡晓云;;建构主义理论在高校计算机基础教学中的应用[J];长春理工大学学报(社会科学版);2009年05期
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3 刘二年;丰江帆;张宏;;基于Flex的环保WebGIS研究[J];测绘与空间地理信息;2006年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 沈军;模式驱动的个性化网络教学支持模型及实现机制研究[D];东南大学;2006年
2 夏天;研究性学习支持系统[D];华东师范大学;2007年
3 詹骞;基于Ajax/REST的GIS WEB服务研究与实现[D];中国地质大学(北京);2008年
4 李晗静;基于自然语言处理的空间概念建模研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 薛伟;现代远程教育5S学习支持模式研究[D];华东师范大学;2009年
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7 刘慧;信息检索中用户需求的概念分析研究[D];上海交通大学;2009年
8 刘秀玲;虚拟现实交互控制视觉沉浸感关键技术的研究与实现[D];河北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘璟峰;基于RIA技术的网络互动教学平台的研究应用[D];南昌大学;2010年
2 何云;船舶机舱三维场景生成的关键技术研究[D];武汉理工大学;2011年
3 齐尚海;基于JavaFX的富互联网应用技术的研究[D];武汉理工大学;2011年
4 杨延俊;基于WCF的分布式数据库服务系统的架构研究与实现[D];北京邮电大学;2011年
5 庞振;基于Flex+Red5的实时语音交流平台的研究与实现[D];北京邮电大学;2011年
6 马利华;基于虚拟环境的药学实验教学模式研究[D];华东师范大学;2011年
7 金增泉;基于RIA技术的学习平台的设计与开发[D];华中师范大学;2011年
8 尹腾飞;面向WebVR平台海量数据调度的P2P算法研究实现[D];中国海洋大学;2011年
9 孙昭磊;远程教育下成人学习者特征分析[D];河北大学;2010年
10 刘晓丽;基于WEB的个性化虚拟教学系统的研究与实现[D];天津师范大学;2004年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈娟;河北省专接本考试网上报名系统的设计与实现[D];河北师范大学;2012年
2 徐云;基于RIA技术的自助式学习平台的设计与开发[D];浙江工业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 吴涛;戚铭尧;黎勇;颜辉武;;WebGIS开发中的RIA技术应用研究[J];测绘通报;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 罗如为;陈孝威;;360°图像序列的柱面全景拼接算法[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第15届中国多媒体学术会议(NCMT'06)论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李忠新;图像镶嵌理论及若干算法研究[D];南京理工大学;2004年
2 方贤勇;图像拼接技术研究[D];浙江大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张辉;基于图像的虚拟现实技术研究[D];西安理工大学;2002年
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3 李志伟;图像拼接技术中若干问题的研究[D];大连理工大学;2005年
4 吴阳;全景图拼接技术研究[D];南京理工大学;2005年
5 付金红;柱面全景图像拼接算法的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
6 张洁玉;图像拼接及柱面全景图生成算法研究[D];大连理工大学;2006年
7 戚世贵;基于图像特征点的提取匹配及应用[D];吉林大学;2006年
8 朱天飞;位置关系未知的全景图拼接算法研究[D];电子科技大学;2006年
9 赵辉;基于点特征的图像配准算法研究[D];山东大学;2006年
10 顾校凯;基于全方位视觉传感器的智能安保系统[D];浙江工业大学;2007年
【相似文献】
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1 周艳艳;彭军;;虚拟全景技术在农业生产中的应用[J];科技广场;2010年06期
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3 郭长青;曹芳;;三维全景技术在旅游景区介绍中的应用[J];地理空间信息;2009年01期
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8 刘东海,钟登华,李明超;水电工程地质信息三维可视化与分析[J];中国工程科学;2004年05期
9 陈钢花;郑孝强;;基于OpenGL的三维可视化在地质勘探中的应用[J];勘探地球物理进展;2005年06期
10 徐雷;李成;奚砚涛;;基于开源的煤矿地质信息集成平台研究[J];地质学刊;2009年01期
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1 吕源治;王世刚;刘爽;张晓军;;基于陪集分割的全景图像的分布式编码[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
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3 蒋曜寰;赵龙;;基于全景图像的虚拟导航系统研究及实现[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S09组合导航与导航新方法[C];2012年
4 谈正;张志军;周建龙;;全景图像的虚拟场景漫游[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
5 王军见;远顺立;吴孔军;;河南省地质信息连续采集运行系统的设计[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
6 顾景文;李丽;;基于全景图像虚拟导游应用的若干问题[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
7 薛群威;;基于Web Services的网格计算技术及其在地质信息领域的应用[A];第七届全国数学地质与地学信息学术会议论文摘要汇编[C];2004年
8 连晓峰;窦丽华;陈杰;;基于图割算法的全景图像立体匹配[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
9 平洁;范跃祖;柴旭东;;柱面全景图快速生成算法及其实现[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
10 王国美;陈孝威;;基于分形的全景图像生成算法研究[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第15届中国多媒体学术会议(NCMT'06)论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邵英华;“驴妈妈”牵手城市吧全景技术让游客在家看景区[N];中国旅游报;2008年
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3 本报记者 于德福 罗会江 本报特约记者 金光;抛“星星”,引“月亮”[N];地质勘查导报;2006年
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10 特约记者 冯炬明记者 周强;河南省“千里眼”工程启动[N];中国矿业报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓春燕;基于RIA的全景虚拟野外地质信息系统[D];吉林大学;2010年
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3 牛爽;全景环带凝视成像光学系统的研究与应用[D];浙江大学;2010年
4 刘帅;面向陆地边界场景的三维建模方法研究[D];中南大学;2011年
5 肖易寒;基于Contourlet变换的全景图像处理关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 高辉;用于街景重现的平行拼图技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 吴建国;WEB SERVICES构架下的地质信息集成平台研究[D];中国矿业大学;2008年
9 冷彪;基于数码成像的隧道掌子面地质信息系统研究[D];西南交通大学;2009年
10 李科;移动机器人全景视觉归航技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓东;基于静态图像的可交互全景系统的研究与实现[D];华北电力大学;2012年
2 李翠芳;全景摄像机硬件系统设计与开发[D];东北大学;2009年
3 秦国防;基于虚拟现实的数字三维全景技术的研究与实现[D];电子科技大学;2011年
4 李璟;红外全景光学系统设计[D];西安工业大学;2011年
5 王延朝;基于Krpano的三维全景系统的开发和应用[D];华东师范大学;2012年
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7 黄显兵;基于全景技术的景观在线漫游的设计与实现[D];上海交通大学;2012年
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9 彭卷;三维空间动态景影系统的研究与应用[D];湖南师范大学;2011年
10 张磊;基于FPGA的全景图像预处理[D];哈尔滨工程大学;2012年
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