隨著智慧城市和數(shù)字中國(guó)的概念日益成熟和發(fā)展,空間數(shù)據(jù)受到了各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。在大數(shù)據(jù)時(shí)代,各個(gè)行業(yè)對(duì)空間數(shù)據(jù)的需求日益增加,許多跨學(xué)科工作人員和非專業(yè)人士也被吸引到這個(gè)領(lǐng)域。他們不僅需要一種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的通用方法,而且對(duì)數(shù)據(jù)的共享和可視化提出了的要求。首先,數(shù)據(jù)的共享性和面向大眾的程度需要提升,才能讓更多非專業(yè)人士了解和使用空間數(shù)據(jù)。其次,地理數(shù)據(jù)可視化的維度范圍需要擴(kuò)展。除了近地表的空間數(shù)據(jù),還有地下空間和室內(nèi)空間等地理數(shù)據(jù),包括時(shí)間動(dòng)態(tài)的時(shí)空數(shù)據(jù),都是各個(gè)行業(yè)需要的空間數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的可視化能夠提升數(shù)據(jù)面向大眾的程度。因此,急需一個(gè)面向大眾、共享性強(qiáng)、多維度的空間數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)。虛擬地球是空間數(shù)據(jù)的三維可視化平臺(tái),它能在不同尺度友好直觀的展示空間數(shù)據(jù)。在互聯(lián)網(wǎng)2.0時(shí)代,虛擬地球從客戶端逐漸向網(wǎng)頁(yè)端過(guò)度,其共享性和開放性也不斷提升。本文以Web端虛擬地球引擎Cesium開發(fā)了一個(gè)空間數(shù)據(jù)可視化平臺(tái),將空間數(shù)據(jù)的可視化范圍,從近地表拓寬到了地下空間和室內(nèi)空間,同時(shí)研究了時(shí)間維度的動(dòng)態(tài)可視化。本研究基于CityGML和3D City Datebase創(chuàng)建空間關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu),統(tǒng)一存儲(chǔ)多源空間數(shù)據(jù)格式,包含OpenStreetMap、CityGML、IFC、地下鉆孔、地下巖石圈層和時(shí)空軌跡數(shù)據(jù)的統(tǒng)一入庫(kù)工作流;使用JavaScript和python腳本,結(jié)合開源三維建模軟件Blender實(shí)現(xiàn)三維空間數(shù)據(jù)的切片、簡(jiǎn)化和格式轉(zhuǎn)換,最終將數(shù)據(jù)量巨大的三維空間數(shù)據(jù)導(dǎo)出成具有HLOD結(jié)構(gòu)的3D Tiles格式,用于Cesium平臺(tái)的分塊加載、離核渲染和基于視角的可視化;使用python腳本處理和導(dǎo)出軌跡數(shù)據(jù)為CZML格式的描述文件,用于Cesium平臺(tái)的時(shí)間動(dòng)態(tài)可視化;基于Cesium進(jìn)行二次開發(fā),拓展虛擬地球平臺(tái)的交互事件和可視化效果,實(shí)現(xiàn)地上地下和室內(nèi)室外的無(wú)縫漫游。本文提出了創(chuàng)建基于Cesium的多維GIS可視平臺(tái)的方法,為傳統(tǒng)地理信息平臺(tái)對(duì)地下空間、室內(nèi)結(jié)構(gòu)、時(shí)空數(shù)據(jù)可視化上存在的不足提供了合理的解決方案。該方法能夠拓寬地理信息平臺(tái)的可視化范圍,豐富空間數(shù)據(jù)的多樣性。該平臺(tái)擁有負(fù)載海量多維空間數(shù)據(jù)的能力,以及開放共享、面向大眾的平臺(tái)特性,為智慧城市建設(shè)提供了良好的載體。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P208
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 存在的問(wèn)題
    1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
    2.1 CityGML和3DCityDatabase
    2.2 地下空間的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)
    2.3 室內(nèi)模型的存儲(chǔ)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 空間數(shù)據(jù)組織
    3.1 HLOD與離核渲染
    3.2 Web端HLOD的實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 3DTiles的數(shù)據(jù)組織文件
        3.2.2 3DTiles的模型文件
        3.2.3 3DTiles數(shù)據(jù)的生成
    3.3 時(shí)間動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的組織和描述
    3.4 本章小結(jié)
第四章 可視化平臺(tái)和策略
    4.1 Cesium平臺(tái)概述
    4.2 基于剔除的可視化策略
    4.3 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
    5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架
        5.1.1 預(yù)處理層
        5.1.2 服務(wù)層
        5.1.3 表達(dá)層
    5.2 城市空間數(shù)據(jù)處理與可視化
        5.2.1 數(shù)據(jù)
        5.2.2 預(yù)處理
        5.2.3 可視化和交互
    5.3 地下三維空間數(shù)據(jù)處理與可視化
        5.3.1 數(shù)據(jù)
        5.3.2 預(yù)處理
        5.3.3 可視化與交互
    5.4 室內(nèi)空間數(shù)據(jù)處理與可視化
        5.4.1 數(shù)據(jù)
        5.4.2 預(yù)處理
        5.4.3 可視化和交互
    5.5 時(shí)空數(shù)據(jù)處理與可視化
        5.5.1 數(shù)據(jù)
        5.5.2 預(yù)處理
        5.5.3 可視化和交互
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    科研成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳子輝;胡建平;董春華;;城市地下管網(wǎng)三維可視化實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[J];工程圖學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

2 吳少巖;李曉梅;吳健安;;科學(xué)計(jì)算可視化[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);1993年02期

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1 張彧;基于Cesium平臺(tái)的導(dǎo)航衛(wèi)星軌道模擬與可視化[D];華東師范大學(xué);2017年

2 牛藝博;基于WebGL的地理信息三維可視化技術(shù)研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2891915