本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)端三維可視化原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)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(dá)空間數(shù)據(jù)對(duì)象的平面關(guān)系和垂向關(guān)系,而且可以對(duì)其進(jìn)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(tái)式機(jī)的三維可視化系統(tǒng)己廣泛應(yīng)用到“數(shù)字城市”、“智慧城市”的建設(shè)當(dāng)中,為我們的社會(huì)快速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。目前,隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),移動(dòng)通訊技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的桌面GIS正在逐漸向移動(dòng)GIS發(fā)展。但是這些應(yīng)用系統(tǒng)通常對(duì)電腦的CPU和GPU運(yùn)行速度、物理存儲(chǔ)空間、內(nèi)存和顯存空間等硬件要求較高,通常只能運(yùn)行于性能優(yōu)越的臺(tái)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(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、渲染機(jī)制及相關(guān)技術(shù)入手。完成基于Android的移動(dòng)三維可視化原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)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(duì)以上提到的問(wèn)題,本文將著重在以下幾個(gè)方面開(kāi)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(chǔ)方面三維空間數(shù)據(jù)通常可以分為地形、影像、模型等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)一方面可以有效增強(qiáng)三維GIS系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)感和用戶的體驗(yàn)感受,另一方面也給移動(dòng)GIS系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)采取不同的策略,通過(guò)構(gòu)建金字塔模型對(duì)地形、影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分層分塊組織；模型數(shù)據(jù)利用漸進(jìn)格網(wǎng)算法化簡(jiǎn)分割成基礎(chǔ)模型和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù),以便適用于網(wǎng)絡(luò)流傳輸。最后所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù),便于數(shù)據(jù)查詢和管理,從而適用于數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸和調(diào)度。(2)三維數(shù)據(jù)的傳輸方面對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸策略和基本原則進(jìn)行分析研究。在現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)帶寬條件下,數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到系統(tǒng)實(shí)時(shí)渲染的要求,導(dǎo)致用戶等待時(shí)間較長(zhǎng),降低系統(tǒng)的流暢體驗(yàn)。本文采用基于漸進(jìn)格網(wǎng)的流傳輸技術(shù)進(jìn)行三維數(shù)據(jù)傳輸,減少數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)的時(shí)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(duì)于移動(dòng)端三維可視化原型系統(tǒng)來(lái)說(shuō),移動(dòng)設(shè)備自身硬件計(jì)算能力有限、屏幕分辨率較精細(xì)、電池續(xù)航時(shí)間不長(zhǎng)與三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)量大之間的矛盾,是三維場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染技術(shù)的難題。針對(duì)上述矛盾,本文采用基于視點(diǎn)距離的格網(wǎng)調(diào)度、視景體剪裁、數(shù)據(jù)預(yù)下載緩存等策略,降低數(shù)據(jù)渲染量,減輕CPU的渲染負(fù)擔(dān),從而提高移動(dòng)三維可視化系統(tǒng)的流暢性。(4)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面根據(jù)以上提出的機(jī)制和方案,設(shè)計(jì)并實(shí)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(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比和分析。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)三維可視化 漸進(jìn)傳輸 視景體裁剪 視點(diǎn)路徑預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題12-15
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)15-16
• 1.4.1 三維數(shù)據(jù)組織與存儲(chǔ)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(jié)構(gòu)16-17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 第二章 移動(dòng)端三維可視化原型系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)18-26
• 2.1 Android相關(guān)知識(shí)18-20
• 2.1.1 Android系統(tǒng)框架18-19
• 2.1.2 Android應(yīng)用構(gòu)成和工作機(jī)制19-20
• 2.2 OpenGL ES 3.0相關(guān)知識(shí)20-22
• 2.3 三維變換的相關(guān)知識(shí)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(jié)25-26
• 第三章 移動(dòng)端三維數(shù)據(jù)組織和存儲(chǔ)的技術(shù)研究26-34
• 3.1 概述26
• 3.2 地形數(shù)據(jù)組織和存儲(chǔ)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(chǔ)28-29
• 3.3 三維模型數(shù)據(jù)組織和存儲(chǔ)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(jiǎn)規(guī)則31-32
• 3.3.3 模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 移動(dòng)端三維數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)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(luò)流式傳輸原理35-36
• 4.2 三維模型漸進(jìn)格網(wǎng)傳輸36-42
• 4.2.1 網(wǎng)格模型壓縮技術(shù)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(jié)42-44
• 第五章 移動(dòng)端三維數(shù)據(jù)渲染技術(shù)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(dòng)端三維渲染機(jī)制優(yōu)化方法研究47-53
• 5.2.1 基于視點(diǎn)距離的格網(wǎng)調(diào)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(yù)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(jié)54-56
• 第六章 移動(dòng)端三維可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-65
• 6.1 系統(tǒng)框架與模塊設(shè)計(jì)56-58
• 6.1.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊56-57
• 6.1.2 實(shí)時(shí)渲染模塊57-58
• 6.2 移動(dòng)端三維可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)58-63
• 6.2.1 軟硬件要求58
• 6.2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步驟58-61
• 6.2.3 系統(tǒng)的主要功能61-63
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析63
• 6.4 本章小結(jié)63-65
• 第七章 總結(jié)與展望65-67
• 7.1 工作總結(jié)65-66
• 7.2 未來(lái)展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 致謝69-71
• 作者簡(jiǎn)歷及在讀期間參與的研究工作71

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