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《河南大学》 2011年
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地理超媒体数据模型及Web服务研究

韩志刚  
【摘要】:地理表达是地理学的一个基本问题,也是地理信息科学的核心研究领域之一。在地理信息日益普及的背景下,地理空间表达方式仍存在观察视点上的高空与侧面、理解上的抽象与形象、以及专业化与大众化等多方面的挑战。传统的多媒体地图将多媒体与地图结合,能够更形象、直观地表达地理世界。随着多媒体及GIS应用的日益深化,出现了地理视频、全景照片、可量测影像等新型可定位媒体;而集成Web、GIS以及地理视频等多媒体的地理超媒体则可提供新的多媒体地理表达方式。 基于地理超媒体概念,本文将立体视频引入GIS,探讨地理立体视频的数据模型、数据管理、Web服务与应用问题,拓展GIS应用领域。本文的主要研究内容包括:①探讨适合新型可定位媒体应用的地理超媒体框架,包括总体框架、数据组织、系统集成方法。②以地理立体视频为例,设计数据模型;并依据数据模型,采集、处理和管理相关数据。③定义符合行业标准的地理立体视频Web服务接口,探讨Web服务软件技术。④以河南大学金明校区为例,开发了应用原型以验证相关设计。取得如下主要进展: (1)设计了地理超媒体总体框架。分析了地理超媒体的内容构成、系统功能、标准、技术及应用领域;设计了支持可视化、检索、量测及分析挖掘的地理超媒体文档模型(GHDocObject),及基于SOA的系统集成框架。 (2)提出了一个地理立体视频数据模型(GeoSVDM)。该模型包括视频、几何、专题属性、语义标注以及线性参照等要素,采用UML表达了模型对象及其语义;逻辑层次上,设计了12个核心关系表,定义了地理立体视频语义描述模式及数据检索方法,实现了地理立体视频对象数据组织与检索表达。 (3)开发了地理立体视频数据采集与处理系统。该系统集成了立体相机、三维罗盘以及GPS接收机等设备采集数据,在影像校正及视差计算的基础上,讨论了立体视频合成、三维点云坐标解算与噪点过滤、FOV多边形生成等算法;并评价了影像量测精度。 (4)设计了地理立体视频Web服务,定义了服务接口标准。从资源确定、URI定义以及资源操作接口、表述格式等方面进行了服务设计,定义了检索服务、视频播放服务以及影像量测服务接口及其HTTP交互机制,基于WCF实现了上述服务。 以河南大学金明校区为例,进行了数据采集与处理,采用AJAX开发地理立体视频Web服务原型系统,验证了地理立体视频数据模型与Web服务设计的有效性与可行性。本文提出的GeoSVDM模型适合于地理立体视频等可定位媒体的管理与服务,开发的地理立体视频Web服务及其接口能够支持面向服务的地理超媒体应用开发,扩充了GIS在可定位媒体管理及地理超媒体开发方面的新功能;设计的地理超媒体框架及系统集成方法在新的技术条件下拓展了多媒体地图技术及GIS应用领域。
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