三维GIS中虚拟漫游路径的优化研究

【摘要】：本文的研究工作主要围绕三维虚拟场景中实时漫游的关键技术展开。三维GIS是GIS与二维虚拟现实技术和二维仿真技术相结合而成，具有对空间对象进行二维空间分析和操作的独特功能。用户要实现其管理复杂空间及空间分析的能力，必须在二维场景中展开实时漫游。 要快速、高效地实现在二维虚拟场景中的实时漫游，必须解决漫游路径的优化实现问题，而碰撞检测则是增强漫游过程真实感的重要手段之一。本文详细讨论了经典最短路径算法中数据的存储结构及快速搜索技术和分区编码的GIS数据结构。基于虚拟漫游系统的实时性与逼真感考虑，本文采用了一种基于二维调度判别图的碰撞检测与碰撞响应方法，在传统二维碰撞算法的基础上，加入了视点漫游路径的自动修正，保证了漫游过程的连续性。并进一步讨论分析了具有障碍物的最优路径问题。 结合本文的研究工作，一个虚拟巨化厂区漫游系统初步开发完成。三维数据全部从后台数据库中读取，虚拟场景实时生成。通过终端或设置漫游路径的方式对场景进行实时交互漫游，并能进行导航式漫游，让用户可以按照不同形式要求在虚拟厂区中进行游览。本文还初步分析探讨了运用三维GIS进行管道漫游的可行性。