本文關鍵詞：移動端三維可視化原型系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三維GIS不僅可以表達空間數(shù)據(jù)對象的平面關系和垂向關系,而且可以對其進行三維空間分析和操作,給人以身臨其境的感受。因此基于臺式機的三維可視化系統(tǒng)己廣泛應用到“數(shù)字城市”、“智慧城市”的建設當中,為我們的社會快速發(fā)展提供了強有力的技術支撐。目前,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術,移動通訊技術和移動終端技術的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的桌面GIS正在逐漸向移動GIS發(fā)展。但是這些應用系統(tǒng)通常對電腦的CPU和GPU運行速度、物理存儲空間、內存和顯存空間等硬件要求較高,通常只能運行于性能優(yōu)越的臺式電腦或者筆記本電腦上。為了解決這一難題,本文致力于從數(shù)據(jù)組織與存儲、網(wǎng)絡傳輸、渲染機制及相關技術入手。完成基于Android的移動三維可視化原型系統(tǒng)的設計,實現(xiàn)大規(guī)模三維空間數(shù)據(jù)快速瀏覽、空間查詢分析等功能。針對以上提到的問題,本文將著重在以下幾個方面開展研究分析工作并提出了解決方案：(1)三維數(shù)據(jù)組織和存儲方面三維空間數(shù)據(jù)通�？梢苑譃榈匦�、影像、模型等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)一方面可以有效增強三維GIS系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實感和用戶的體驗感受,另一方面也給移動GIS系統(tǒng)的運行帶來了很大的挑戰(zhàn)。針對不同的數(shù)據(jù)采取不同的策略,通過構建金字塔模型對地形、影像數(shù)據(jù)進行分層分塊組織；模型數(shù)據(jù)利用漸進格網(wǎng)算法化簡分割成基礎模型和節(jié)點數(shù)據(jù),以便適用于網(wǎng)絡流傳輸。最后所有數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)庫,便于數(shù)據(jù)查詢和管理,從而適用于數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡傳輸和調度。(2)三維數(shù)據(jù)的傳輸方面對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸策略和基本原則進行分析研究。在現(xiàn)階段網(wǎng)絡帶寬條件下,數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸遠遠達不到系統(tǒng)實時渲染的要求,導致用戶等待時間較長,降低系統(tǒng)的流暢體驗。本文采用基于漸進格網(wǎng)的流傳輸技術進行三維數(shù)據(jù)傳輸,減少數(shù)據(jù)傳輸帶來的時間延遲,提高系統(tǒng)的瀏覽順暢性。(3)三維數(shù)據(jù)渲染方面對于移動端三維可視化原型系統(tǒng)來說,移動設備自身硬件計算能力有限、屏幕分辨率較精細、電池續(xù)航時間不長與三維場景數(shù)據(jù)量大之間的矛盾,是三維場景的實時渲染技術的難題。針對上述矛盾,本文采用基于視點距離的格網(wǎng)調度、視景體剪裁、數(shù)據(jù)預下載緩存等策略,降低數(shù)據(jù)渲染量,減輕CPU的渲染負擔,從而提高移動三維可視化系統(tǒng)的流暢性。(4)系統(tǒng)設計與實現(xiàn)方面根據(jù)以上提出的機制和方案,設計并實現(xiàn)了大規(guī)模地形可視化系統(tǒng),主要介紹了可視化系統(tǒng)的模塊和主要的功能,并對系統(tǒng)的性能進行了實驗對比和分析。
【關鍵詞】：移動三維可視化 漸進傳輸 視景體裁剪 視點路徑預測
【學位授予單位】：中國測繪科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P208
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 研究目的12
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀及存在的問題12-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文的主要研究內容和目標15-16
• 1.4.1 三維數(shù)據(jù)組織與存儲15-16
• 1.4.2 三維數(shù)據(jù)傳輸16
• 1.4.3 三維數(shù)據(jù)渲染方式16
• 1.5 論文的組織結構16-17
• 1.6 本章小結17-18
• 第二章 移動端三維可視化原型系統(tǒng)的理論基礎18-26
• 2.1 Android相關知識18-20
• 2.1.1 Android系統(tǒng)框架18-19
• 2.1.2 Android應用構成和工作機制19-20
• 2.2 OpenGL ES 3.0相關知識20-22
• 2.3 三維變換的相關知識22-25
• 2.3.1 幾何變換22-23
• 2.3.2 投影變換23-24
• 2.3.3 裁剪變換24-25
• 2.3.4 視口變換25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 移動端三維數(shù)據(jù)組織和存儲的技術研究26-34
• 3.1 概述26
• 3.2 地形數(shù)據(jù)組織和存儲26-29
• 3.2.1 地形數(shù)據(jù)組織26-27
• 3.2.2 地形數(shù)據(jù)編碼規(guī)則27-28
• 3.2.3 地形數(shù)據(jù)存儲28-29
• 3.3 三維模型數(shù)據(jù)組織和存儲29-33
• 3.3.1 模型數(shù)據(jù)組織29-31
• 3.3.2 模型數(shù)據(jù)化簡規(guī)則31-32
• 3.3.3 模型數(shù)據(jù)存儲32-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第四章 移動端三維數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g研究34-44
• 4.1 概述34-36
• 4.1.1 三維模型數(shù)據(jù)傳輸研究現(xiàn)狀34-35
• 4.1.2 網(wǎng)絡流式傳輸原理35-36
• 4.2 三維模型漸進格網(wǎng)傳輸36-42
• 4.2.1 網(wǎng)格模型壓縮技術的分類36-39
• 4.2.2 三維模型數(shù)據(jù)編碼39-41
• 4.2.3 三維模型數(shù)據(jù)解碼41-42
• 4.3 本章小結42-44
• 第五章 移動端三維數(shù)據(jù)渲染技術研究44-56
• 5.1 概述44-47
• 5.1.1 地形數(shù)據(jù)渲染研究現(xiàn)狀44-46
• 5.1.2 模型數(shù)據(jù)渲染研究現(xiàn)狀46-47
• 5.2 移動端三維渲染機制優(yōu)化方法研究47-53
• 5.2.1 基于視點距離的格網(wǎng)調度策略48-49
• 5.2.2 視景體剔除策略49-51
• 5.2.3 數(shù)據(jù)預載入策略51-53
• 5.3 空間數(shù)據(jù)分層渲染53-54
• 5.4 本章小結54-56
• 第六章 移動端三維可視化系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)56-65
• 6.1 系統(tǒng)框架與模塊設計56-58
• 6.1.1 數(shù)據(jù)預處理模塊56-57
• 6.1.2 實時渲染模塊57-58
• 6.2 移動端三維可視化系統(tǒng)實現(xiàn)58-63
• 6.2.1 軟硬件要求58
• 6.2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)步驟58-61
• 6.2.3 系統(tǒng)的主要功能61-63
• 6.3 實驗結果與分析63
• 6.4 本章小結63-65
• 第七章 總結與展望65-67
• 7.1 工作總結65-66
• 7.2 未來展望66-67
• 參考文獻67-69
• 致謝69-71
• 作者簡歷及在讀期間參與的研究工作71

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