城市虚拟现实研究初探

虚拟城市是3维城市地理信息系统的前沿领域。该文对在微机上如何建立虚拟城市作了初步探讨，把建立虚拟城市的方法分为3维真实场景建模，海量数据环境下的场景漫游以及确定任意时刻声音文件的调入时机三个部分，重点介绍了控制三维场景漫游，自适应层次细节模型，简单碰撞检测的实现方法，并提出了采用泰森模型调用声音文件的新思路，最后给出在VC 开发环境下用OpenGL建立虚拟城市的应用实例。     

一种快速地形纹理生成和虚拟漫游方法

复杂场景的大范围、高分辨率纹理的快速漫游是虚拟现实、GIS、仿真等领域的关键技术与难点。DEM是对地形地貌的数字描述和模拟,利用DEM数据生成可视化地形,可以更好的描述特定区域的地形特征,通过对特定区域中模型的纹理生成和映射,配合光照、大气等区域内自然场景的建模技术,可生成较为逼真的真实场景。基于OpenGL编程进行DEM地形可视化是实现地形实时漫游的方法之一,利用层次细节模型降低场景复杂度以提高漫游帧速率是该类系统中的常用方法,由于场景复杂度问题,不同的系统在具体算法实现中采用的方法也不尽相同。本文以一个虚拟校园为例,针对DEM数据转换和LOD模型面临的问题,给出了特定场景的LOD模型数据处理思想和纹理快速纹理生成、匹配、映射算法。同时给出虚拟实时漫游中第一人称漫游和飞行漫游的一般方法,讨论了在Windows环境下使用OpenGL进行虚拟漫游的基本步骤。提出了一种新的根据场景特点快速生成和映射纹理途径。结果表明,该方法在保证真实感条件情况下达到了满意的实时漫游效果。     

网络环境下数据简化与数据调度的若干关键技术

网络环境下进行二维电子地图与三维虚拟场景集成,关键问题之一是数据快速、有效地传输与表达。为了解决网络电子地图与三维虚拟场景集成过程中数据快速传输问题,该文讨论了空间数据多级存储、网络数据流压缩、矢栅数据有机结合、纹理模型及原型模型库等网络传输瓶颈解决方案和模型数据简化方法,为后续网络电子地图和三维虚拟场景集成系统的开发奠定基础。     

三维虚拟城市自动化生成方法研究

从城市元胞自动机模型的角度研究三维虚拟城市的自动化生成方法.通过建立城市元胞自动机模型,模拟城市土地单元的演化过程,根据演化结果确定各土地单元的空间位置和相应的建筑物类型.研究利用Creator进行三维场景建模,利用OpenGVS场景管理技术随机生成建筑物,并将其布设在三维场景的相应位置上,生成三维虚拟城市,并就三维虚拟城市自动化生成系统的功能结构设计和数据结构、空间坐标转换等技术问题进行了探讨.     

虚拟奥运环境系统的构建及"人文奥运"可视化表达研究

该文介绍构建虚拟奥运环境系统的相关原理和方法,应用Java和VRML语言,实现了基于客户机／服务器结构的系统原型。在系统中用户不但可以在三维虚拟场景中进行漫游和查询,而且还能以化身人和文本的方式进行交流与互动。此外,还从古代、现代、未来三个方面,对北京南北中轴线的时空演变进行可视化模拟表达与分析,从而体现了虚拟奥运环境系统中“人文奥运”的主题内容。     

基于对等网络结构的分布式大规模地形实时漫游研究

虚拟地形环境在游戏、仿真、虚拟现实等领域有广泛的应用,在网络环境下如何进行海量地形数据的三维表达与传输是目前研究的重点。基于对等思想提出一种适合大规模地形漫游的分布式网络结构,充分发挥客户机的作用,从而有效地减少服务器负载,采用多点下载数据,提高地形数据的传输速度。同时研究该网络结构下多点下载模型、数据预处理、数据流程和视点相关的LOD简化算法,实现网络环境下大规模地形实时漫游。实验结果表明,在分布式网络环境下,该文中提出的方案可实现大规模地形实时漫游。     

3维城市模型中的数据获取和组织方案研究

该文介绍了建立 3维城市模型过程中数据采集和组织的方法。将建立 3维城市模型的数据分为 5种类型 ,分别建立空间数据库、属性库和图例库 ,并给出了三种数据库表之间的联系。在编程时 ,采用面向对象的方法对各种数据进行组织 ,给出了各个类之间的组装关系。     

3DCM的几何与纹理数据一体化管理方法研究

建设三维城市模型(3DCM)首先需要建立场景所需的海量地形地物空间数据库,从而有效组织三维实体数据来满足大范围高精度场景实时绘制的要求.该文提出一种以三维空间实体为单位的基于关系数据库(RDBMS)的3DCM的几何与纹理数据一体化管理方法.采用Direct3D 9.O三维开发平台、C#编程语言实现了3DCM空间数据库模型管理系统.实验证明:该系统在效率、安全、网络多用户访问方面都优于传统基于文件的管理模式,满足了大范围3DCM海量模型数据管理与应用需求.     

3维城市模型中的数据获取和组织方案研究

该文介绍了建立3维城市模型过程中数据采集和组织的方法。将建立3维城市模型的数据分为5种类型，分别建立空间数据库，属性库和图例库，并给出了三种数据库表之间的联系。在编程时，采用面向对象的方法对各种数据进行组织，给出了各个类之间的组装关系。     

基于内容的虚拟地理场景检索与智能导航技术探讨

该文提出和探讨了基于内容的虚拟地理场景检索与智能导航研究框架。该框架包括三维地理数据获取与模型创建,三维地理对象的识别与定位,三维地理场景的内容分析、检索与认知,基于内容的虚拟地理数据层次式描述与分类索引,地理场景智能导航以及基于内容的自适应虚拟地理数据网络传输等方面的研究方法和内容,有助于建立一种符合人类认知特点的人地关系和人地交互模型。最后,总结和分析了该技术在虚拟地理环境(VGE)研究中的地位和作用。     

论“数字城市”及其三维再现关键技术

“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础 ,以宽带网络为纽带 ,运用 3S技术、遥测、仿真—虚拟技术等对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述。通过“数字城市”技术可以将现代城市的信息收集、整理、归纳起来 ,并按照地理坐标建立完整的空间数据模型 ,经过网络联结使每个人都能快速、完整、形象地了解城市的过去、现状和未来。目前国内外“数字城市”研究基本上是停留在软硬环境建设方面 ,至多处于研究的初期阶段 ,并没有在“数字城市”研究方面取得实质性的进展。本文主要探讨我国实现“数字城市”的关键技术 ,诸如 :数字城市空间基础设施、多种GIS系统集成模型研究、 3D GIS、三维城市规划、城市仿真与虚拟现实技术、数字城市支持下的数字社区等等。     

虚拟现实地理信息系统的设计研究

虚拟现实地理信息系统 (VR -GIS)是地理信息系统的一个重要发展方向 ,虚拟现实已经成为可视化三维地理信息系统数据的一个主流的工具 ,但与GIS数据的直接交互是有限的。VR -GIS把传统的GIS的空间分析与查询功能增加到了虚拟环境中。笔者首先分析了不同种类的VR所导致的不同种类的VR -GIS ;其次 ,说明了不同种类的VR -GIS及其用户界面对其设计会产生不同的影响 ,在此基础上该文阐述了三种不同VR -GIS的设计。     

基于DEA的能源富集区经济发展效率实证研究——以陕西省榆林市为例

基于DEA模型中的生产规模报酬可变(VRS)子模型BC2,以能源富集区陕西省榆林市为例,对其2013年经济发展的综合效率、技术效率及规模效率进行测度。研究结果表明:(1)总体而言,榆林市经济发展效率在地理空间上呈南北发展效率高、中部发展效率低的分布特征,并存在南北"DEA有效"的双中心结构;(2)经济发展的规模效率是榆林市经济发展综合效率的主要制约因素;(3)榆阳区、府谷县、横山县、米脂县存在生产要素投入冗余现象,以横山县最为突出。可通过提高劳动者的素质、改善投资环境、促进产业结构高级化及专业化、提高综合能源的利用效率等来提高各区县的经济发展效率。     

厦门经济特区经济辐射功能与发展趋势

本文从经济辐射的功能作用出发，详细研究厦门特区经济辐射的区位优势，着重分析城市发展过程中的内外辐射流的动态与引力作用，并根据综合分析研究厦门市辐射流的发展趋势，为地方政府领导决策服务。     

城市内部居住环境评价的指标体系和方法

“宜居城市”已经引起了政府、媒体和学者极大的关注,但主要集中在概念层面上,关于“宜居城市”的倡导或研究不应停留概念的炒作上,应该明确其内涵、量化其评价指标、确定其建设的方向和步骤等。立足于国内外相关研究基础,凸现“以人为本”的城市建设理念,就城市内部居住环境的评价内容、指标体系设计和评价方法等进行探讨。重点对构成居住环境评价的5大指标体系,安全性、环境的健康性、生活的便利性、出行的便捷度、居住的舒适度等具体评价内容、数据获取和方法选择等进行了研究。     

城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法研究--以合肥市滨湖新区为例

城市地下空间开发地质环境质量评价可为城市地下空间规划和工程建设提供重要决策支持。该文以合肥市滨湖新区为例,构建城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法:利用三维隐式建模方法融合多源数据进行三维地质建模,从工程地质、水文地质、地质构造和不良地质体等方面构建三维评价模型,利用三维距离场分析、三维空间统计分析等方法对三维评价因子进行分析、提取,最后基于确权和综合评价方法得到地下空间开发地质环境质量三维综合评价结果。实例研究表明:该方法能够显著提高评价结果的深度方向分辨率,相关成果可为城市地下空间精细规划及可持续开发利用提供方法参考。     

基于城市形态发生学的商丘归德府古城空间特征分析

采用城市形态发生学研究方法,在实地调研的基础上,利用历史文献、考古调查,结合古地图、航片、遥感影像等资料,对河南商丘归德府古城的城市形态进行了复原与分析。研究结果显示,归德府古城呈圆形的外边缘带,与呈方形的内边缘带,分别修筑于不同时期,具有不同的功能,“外圆内方”的空间形态实际上是城市变化的结果,反映了文化与自然环境两方面的作用。归德府城市形态各组成部分的变化并不一致,其中外郭城的变化最大,内城的变化相对较小,内城的街道、街区格局基本与清代的格局一致。内城的城墙-城门-护城河、棋盘格式街道格局、标志性建筑物（如文庙、府学等）,以及少量的呈点片状分布的古建筑和民居,构成了归德府城市形态主体,在中原地区具有典型性和唯一性,值得特别关注和保护。     

大夏国都统万城选址合理性辨析

位于毛乌素沙地南缘的统万城遗址,因其城宏伟的规模、历史上的重要地位,是学者研究历史时期生态背景、文化、政治经济的重要时空坐标。作为大夏国都,其存续时间从公元419年至公元427年,区区9年时间,可谓"兴也勃焉,亡也忽焉"。从自然环境背景、资源承载能力、军事战略地位3方面对该城的选址做了详细分析,认为该城作为大夏国都在一定程度上是不合理的。赫连勃勃勇则勇矣,将国都定在统万城却并不具有全局思维,其自然环境、资源承载能力以及军事防御能力均无法满足国都设置的条件,尤其将国都设置在战争前沿,无法达到长治久安的目的。因此,建城之后多次受到北魏军队的正面攻击,并很快被攻克,大夏国因之灭亡。统万城在历史上行政地位逐渐降低,并最终淹没在黄沙之中,是历史的必然结果。     

基于生态足迹分析的资源型城市可持续发展研究——以甘肃省白银市为例

生态足迹作为一种定量度测区域可持续发展程度有效的生物物理方法,在国内外得到了广泛的应用.通过应用该方法对我国有色金属基地白银市2003年的生态足迹进行了计算和分析,认为白银市人均生态赤字达1.341 28 hm2,超出生态承载力的186%,处于不可持续发展状态,已对生态系统平衡构成威胁;生态足迹的需求空间以化石燃料用地为主,其需求空间占全部需求空间的65.5%,是生态足迹总供给面积的1.52倍.通过生态度足迹的分析,有利于探讨资源型城市可持续发展相关问题,最后提出白银市实现可持续发展的战略对策.     

生态脆弱区资源型城市生态环境影响评价与调控

采用主分量分析评估模型法,对西部生态脆弱区的资源型城市鄂尔多斯市在2003-2011年时间序列内的城市生态环境影响进行了评价与分析。结果表明：鄂尔多斯城市生态系统整体处于不稳定的发展状态,其中生态质量子系统的发展水平一直处于稳步上升、逐步改善的趋势;环境质量子系统的发展水平呈现出先下降、再上升、再下降的整体下降趋势;环境治理子系统的发展水平总体处于稳步上升、中间略有波动的趋势;综合来看,鄂尔多斯城市生态环境影响的总发展水平处于整体上升、中间略有波动的状态。