虚拟地理环境中基于多模式的多人动作捕捉方法

虚拟地理环境对人类理解、探索地理现象以及发现地理现象之间的联系起到很重要的作用。在基于VR技术的虚拟地理环境中更高效,更自然的交互对虚拟地理环境系统的可用性以及理解、探索地理现象的效率至关重要。当前,人机交互中更自然便捷的交互依赖于动作捕捉技术,而现有的基于单种捕捉模式的动作捕捉方式,易受到遮挡、定位漂移等的影响,捕捉精度受到限制,并只能捕捉单个人的动作,不能满足虚拟地理环境对动作捕捉技术提出的特殊需求。针对单种模式的动作捕捉设备应用于虚拟地理环境受到的限制,本文分析了虚拟地理环境系统中的交互需求以及其对动作捕捉技术提出的特殊需求,创新性的提出了一种基于多种动作捕捉模式以捕捉多人动作的方法。本文方法集中于如何融合基于多种模式的多台设备的动作数据,描述了多人动作捕捉框架及其涉及到的技术,在动作捕捉效果上具有明显提升,能够捕捉多人动作,并开发了原型系统对此方法进行了验证。     

虚拟地理环境知识工程初探

地理知识在虚拟地理环境（Virtual Geographic Environments,VGE）的科研与应用中发挥着极为重要的作用。现有地理知识工程研究整体处于初步探索阶段,且尚未在虚拟地理环境中展开。作为新一代GIS研究的科学方法和技术,虚拟地理环境具有典型的多领域、多协同、多交互、多模型及多感知的特点,但还亟需系统深入地了解VGE地理知识工程的特点、机理及关键技术。本文首先综述了国内外现有知识工程及地理知识工程研究现状,进而提出了VGE地理知识及VGE知识工程的概念和定义。在此基础上,本文分析了VGE地理知识有别于通用知识的特点,并提出了VGE地理知识的分类。最后,针对VGE地理知识工程的构建阐述了需解决的关键问题。本文基于VGE知识工程的初步探索,尝试为智能虚拟地理环境系统的构建提供理论基础,以促进虚拟地理环境中地理知识的快速转换和融合,为解决地理科学“数据丰富但知识贫乏”的问题提供一个可行的研究方向。     

基于免疫协同进化的多Agent辅助浏览系统研究

讨论了基于免疫协同进化的多Agent协商的智能化浏览器模型,通过Agent之间的协商和MAS技术优势,将大量计算在离线状态下完成,利用用户反馈Agent不断收集更多用户推荐和评价信息,随着用户使用时间的增加推荐质量会逐渐提高。对比实验证实系统模型的有效性。     

一种单机多屏的时序三维地理场景同步可视化系统

三维地理场景的可视化是虚拟地理环境研究中展示各类复杂地学过程与现象的重要技术。目前,现实中地理场景大多具有复杂度高、规模大、交互性强等特点, 故采用传统的单个计算机单屏显示方式, 已无法满足用户对沉浸感、大视野、高分辨率的可视化应用需求, 而多屏显示技术是一个解决该问题的有效途径。本文以福建长汀县水土流失治理过程中植被覆盖变化为例, 开展了时序三维地理场景的单机多屏同步可视化技术和漫游系统研究。提出了系统的软件架构和开发流程, 并引入多线程同步机制, 实现了三视图场景的构建、三屏同步显示、三屏同步路径漫游、矢量图的差异符号化和三维场景实景图片嵌入播放等技术, 设计并实现了一个以单个计算机控制三个显示屏幕的时序同步可视化漫游系统。采用3 个时相的彩色遥感卫星影像,叠加数字高程模型形成反映不同时期水土流失程度变化的三维地理场景, 在水土流失治理过程成果展示中得到了应用。系统除了三维场景沉浸感强、震撼力大之外, 还具有动态变化、信息量大、表现力强等特点, 在地理场景动态可视化方面有独特的应用前景。     

面向虚拟地理环境的多源异构数据集成方法

当前,虚拟地理环境(VGEs)的发展已经走向以数据库和模型库为双核心的知识共享平台阶段。地理数据及模型共享研究是虚拟地理环境发展过程中,不可逾越的难点问题;由于对地学分析及地理建模的研究还处于探索阶段,故适合于VGE下模型集成共享的多源异构数据集成研究还鲜有涉及。本文针对地理数据异构的特殊性,分析了虚拟地理环境中多源数据的异构特性,主要体现在数据含义、模式、数据模型、词法及语义等五个方面。另外,提出了面向虚拟地理环境的数据表达模型(DRM),该模型提供了一种公共的数据组织方法,使用户可以无歧义地定义地理数据,解译其他各种数据,并研究了多源异构数据的集成方法;同时,提出了多源异构数据集成的流程及体系框架,主要包括地理数据解析、地理模型与数据的交互、模型解析、运行及结果输出等;并重点分析了多源异构数据,及其到模型集成的转化过程。最后,开发了原型系统和多源异构数据的集成验证。实验结果表明,该方法能够较好地集成多源异构数据。     

网格环境下分布式实时协同标绘系统

 传统标绘系统都是单用户工作模式,不能满足现代社会中群体用户在分布式环境下协同标绘的要求。本文将网格技术引入分布式实时协同标绘研究中,设计了基于网格的分布式实时协同标绘系统的框架,介绍了其系统框架,以及协同管理、协同消息、网格调度器等技术。将网格和GIS技术的结合,实现了分布式实时协同符号标绘系统原型,满足群体用户的地理信息共同协调与合作标绘的要求。实验表明,以网格技术构建分布式实时协同绘系统,能实现广域网下的快速协同,使其响应速度快,稳定性好。     

面向用户群的WebGIS场景设计框架初探

可用性问题是制约WebGIS进一步发展的主要障碍。为了提高WebGIS的可用性,需要给予用户提供有用的图形表示和操作,以使用户无需分心于那些不必要的交互和领域特征。基于场景的设计是实现这一目标的有效方法。该文在研究以人为中心的设计和基于场景的设计以及其他相关问题的基础上,提出一种以用户为中心的We-bGIS场景设计框架,对内容体系和关键技术做了重点探讨。并结合实例初步验证了该框架的可行性,旨在提高WebGIS人机交互的自然性和高效性。     

基于AJAX的数据分页的设计与实现

针对传统数据分页存在用户等待时间较长的问题,提出一种基于AJAX的数据分页方法,并成功地在设备管理系统的查询模块上得到应用,实际应用的结果表明,在现有的Web应用中采用AJAX技术,能减轻服务器压力,提高系统的响应速度,减少用户的等待时间。首先对比了传统Web和标准AJAX的交互过程,接着介绍了A-JAX概念及核心技术,同时给出了结合AJAX和J2EE技术实现数据分页的例子。     

虚拟现实技术实时辅助城市规划设计研究

目前,虚拟现实(VR,Virtual Reality)技术在城市规划设计领域的应用还处于比较初级的阶段,VR技术尚未真正融人到规划师的日常工作中,VR技术实时辅助城市规划设计的技术方法有待进一步研究.本文结合城市规划设计实践的需要,着重探讨了 VR技术实时辅助城市规划设计的技术特征和典型流程.提出了实时辅助城市规划设计的VR技术除了具有沉浸感和交互作用两大基本特征之外,还应该强调其3维可视化、场景易编辑和专业分析等技术特征.以典型流程的形式描绘了如何才能将VR技术应用于城市规划方案编制的全过程中,并重点研究了如何选择VR系统、如何确定建立VR场景的技术方案、如何综合使用现有VR软件提供的各种功能,如何基于VR平台进行专业分析等问题.     

基于Flex技术的应急地理信息服务系统设计与实现

应急地理信息服务系统具有数据量大、结构复杂、对信息实时性要求高等特点.随着计算机与网络的发展,如何利用信息化的手段,更加快速高效地处理各种应急事件变得越来越重要.一直以来,由于Web技术的局限性,很难将应急地理信息服务系统作为Web应用来发布.但是,随着WebGIS,Flex,JavaEE等技术的产生和发展,Web应用的功能越来越强大,并且已经在很多领域逐渐取代了桌面应用.针对应急地理信息服务系统的要求与特点,综合以上技术,提出了一种基于Flex技术的应急地理信息服务系统设计方案,并在项目中进行实现.结果表明,应用这种系统架构可以提高系统的开发部署效率,满足系统扩展性和维护性的要求,同时具有丰富的用户体验和人机交互.     

面向室内应急疏散标识的VR眼动感知实验与布局评估

在室内应急疏散的背景下,理解人们如何感知应急疏散标识以及他们的感知如何影响疏散行为十分重要。虚拟地理环境基于虚拟现实（VR）技术构建的沉浸式多维信息空间,是一个符合人类感知认知规律的三维、动态、可交互空间。而基于虚拟地理环境的虚拟地理感知/认知实验,则可以提供一个可定量观测的可控虚拟实验环境,通过设计多种实验方案,定量地获取与空间感知、认知行为相关的客观实验数据。本文将沉浸式虚拟环境与眼动追踪技术相结合,设计了VR眼动感知实验,以室内通道为例,采用定量观测、数据统计、可视化分析等方法,对不同虚拟火灾逃生场景下的疏散时间、眼动注视点、个体移动轨迹数据进行了处理与分析,最后对室内应急疏散标识布局进行评估并提出合理建议。实验结果表明：① 女性参与者比男性更容易被逃生起始位置干扰,拥有较差的虚拟空间感;② 3种场景类型（无标识无烟雾、有标识无烟雾、有标识有烟雾）在疏散时间之间存在明显差异,应急标识、烟雾与逃生起始位置对疏散时间有显著性影响;③ 通道墙贴标识的感知率最高为0.929,在火灾逃生中最容易被识别;④ 安全出口标识感知率最低为0.333,眼动注视点大多在安全门而非安全出口标识上,因此需要提升安全出口标识的视觉吸引力;⑤ 室内通道微观环境的不同（例如通道长度）对应急标识注视时长的变化有较大影响;⑥ 安全出口附近的标识布局、设计有待改进。虚拟眼动感知实验为评估室内应急疏散标识的合理性和布局优化提供了一个有效的科学途径。     

天地及室内外一体实景地图系统研究与应用

为解决实景影像常规生产及发布方式中存在的类型单一、整体性差、关联性不强、更新滞后、社会经济信息集成能力弱等局限,从实景影像的拼接匀色、关联建立、隐私处理、集成发布等多项关键技术研究入手,建立了天地及室内外一体实景地图系统。以天空、地面及室内外的实景地图为载体,从不同角度展示地形地貌、建筑群落、道路分布、车辆运行、人群聚集、商业场景等三维地理信息和社会经济信息。通过立体化的先进多媒体技术带来鲜活生动的沉浸式观感体验,能够让用户体验天空俯瞰城市风貌、足不出户逛商圈、游公园等应用。为实景地图系统的持续运营建立了顺应互联网时代发展的众需、众源和众创模式,开辟了实景应用的新途径,具有一定的推广价值。     

3维GIS技术进展

从基本概念、应用需求和技术动态等方面就3维GIS技术的发展与演进进行了简要评述.强调了专业化与大众化两种应用对3维GIS提出的不同挑战.     

CBERS-1林被信息挖掘的GIS多元分析

本文论述了基于知识的CBERS-1 CCD图像分割的波段优化组合方案.以及组合运算生成非线性波段比图像和筛选分析与应用。同时运用地学多元分析原理探讨了影响森林植被中灌木林、灌丛等类型影像特征的地形、地质岩性、成土母质等因素。讨论了基于地理信息系统(GIS)及其背景数据库,通过分类重编码的分析处理,以及与地学信息的融合挖掘分析,利用建模工具二次开发模型,分层提取和人机交互系统综合分析与制图,取得理想的效果。     

基于协同计算的白洋淀湿地时序水体信息提取

白洋淀湿地是华北平原仅存的为数极少的湖泊型湿地之一,具有改善生态环境、保护生物多样性等功能。通过遥感手段进行白洋淀地区湿地变化研究,可为景观格局变化、生态环境分析及湿地保护等提供重要的信息支撑,具有非常重要的意义。本文在分析遥感大数据特点的基础上,对遥感应用中的大数据信息提取这一重要环节进行了分析,并以遥感信息计算为切入点,深入分析并总结了遥感大数据计算过程中的多种协同计算问题。结合白洋淀地区长时相遥感湿地水体提取与变化分析的应用需求,本文提出了基于协同计算方式下的白洋淀水体提取技术路线,并详细分析了水体信息计算过程中的几种重要的协同计算问题,提高了水体信息提取的精度。最后,根据白洋淀地区43期（1973-2015年）精确的水体提取信息,统计了白洋淀历史时期水体面积的变化,并指出该区域自1973年以来水体面积经历了“减少-增加-再减少-再增加”的变化过程。     

基于虚拟地理环境的游戏化学习系统与应用

游戏化学习是将计算机游戏应用于教学的一种新的教育手段,相比于传统的课件教学方式,使用虚拟沙盒更能培养学生的动手能力和团队协作能力,甚至能让学生参与游戏化课件的制作与完善。基于虚拟沙盒构建的虚拟地理环境能为地学知识的游戏化学习提供充分的技术条件,为地学知识教学提供了新的方式。大陆漂移模拟、溶洞现象模拟和矿物晶体虚拟仿真等典型应用体现了基于虚拟地理环境的游戏化学习系统的典型特征。