协同虚拟地理环境理论与框架

协同虚拟地理环境是地学协同(geocollaboration)、计算机支持下的协同工作与虚拟地理环境的结合而形成的.目前它正处于研究前沿与快速发展当中.提出协同虚拟地理环境的概念,一方面,可以融合多种空间信息技术,对虚拟环境提供对于海量空间数据的支持;另一方面,对虚拟地理环境在协同工作的层面上,提出一种与传统三维CIS完全不同的交流模式.     

虚拟地理环境中气候环境模拟研究

以图形纹理映射作为主要技术,结合粒子系统、Billboard技术及纹理移动技术,探讨了气候环境建模的方法,实现了各种气候环境的真实模拟。     

虚拟3维地理环境系统的设计与实现

在对虚拟现实技术做出概括性介绍的基础上，详细介绍虚拟3维地理环境系统中的硬软件构成，系统的工作流程，以及系统各主要步骤的设计和实现方法。实践证明，该系统能满足一般虚拟现实系统对虚拟3维地理环境的需求。     

利用虚拟地理环境的实验地理学方法

目的 近年来,随着虚拟地理环境结构和功能的逐渐清晰,虚拟地理环境的地学分析及地理实验辅助功能逐步得到了重视。基于对地理学实验特征及任务的分析,讨论了虚拟地理环境对改进传统地理学实验的贡献,借此倡导基于虚拟地理环境以“虚实结合”的方法开展综合、协作式地理实验。     

虚拟地理环境中地图注记的配置研究

在虚拟地理环境的表示中注记配置是一个重要方面,注记配置的好坏直接影响着虚拟地理环境的表达.为此,本文从虚拟地理环境的特点出发,分析了三维环境中注记配置研究存在的不足,主要探讨了注记配置应解决的关键问题、配置规则以及配置参数的质量评价原则.     

虚拟地理环境的认知研究框架初探

作为新一代地理分析工具,虚拟地理环境对于增强人类地理认知、分析解决地理问题方面具有显著优势。目前虚拟地理环境的基本框架、实现技术均有较多论述与成果。但在虚拟地理环境的认知研究方面尚缺乏有效指导。为提高虚拟地理环境构建的科学性,本文通过对虚拟地理环境现有概念的分析,提出从系统论角度进行虚拟地理环境认知研究的观点;并对虚拟地理环境的认知与地理认知、地图认知等相近概念进行了对比分析。从现实环境与虚拟环境间的相似性入手建立了虚拟地理环境的认知研究框架,该框架从思维相似、感觉相似、几何相似、特性相似和离散相似5个方面探讨了虚拟地理环境认知研究目前的着眼点,并将思维相似作为虚拟地理环境认知研究的重点与难点。该框架将虚拟地理环境的认知问题置于一个更广泛背景中进行研究,一方面体现了虚拟地理环境所具有的地理实验研究新平台的作用,另一方面重点强调了人的作用,对深入开展虚拟地理环境的研究具有重要意义。     

增强虚拟环境中基于虚拟影像的视频注册方法

视频三维叠加显示技术的增强虚拟环境技术（augmented virtual environment,AVE）近年来广受关注,相机标定技术的视频注册方法成为实现增强虚拟环境的研究热点。针对虚拟三维环境的特点所提出的方法中,首先借助虚拟相机生成包含深度信息的虚拟影像来进行控制点对提取配准;进而通过直接线性变换和非线性优化方法从关于控制点对建立的方程中求解相机矩阵;随后通过相机矩阵建立标定参数与三维渲染引擎之间的联系,并用阴影贴图技术进行视频映射;最后使用该方法在武汉大学校园内和某厂区内进行了视频注册实验,实验结果证明了所提出的方法的有效性和适用性。     

使用角色构建虚拟地理环境群体协同方法

为解决虚拟地理环境缺乏有效组织、规划、管理群体协同的问题,研究并构建角色模型及角色支持下的虚拟地理环境群体协同方法。构建了包含角色扮演、角色权限、角色感知、角色思维、角色行为和角色表达等模块的角色模型,设计了基于角色的虚拟地理环境群体协同框架,提出了多角色群体协同规划方法,建立了角色支撑下的群体协同冲突检测与消除策略。针对人类活动与全球变化相互影响问题,构建多领域人员参与下虚拟地理环境群体协同模拟与评估原型系统。经系统测试发现,通过角色模型能够较好地实现协同参与者与虚拟地理环境之间的耦合,同时能够为虚拟地理环境的群体协同提供系统性方法支撑。     

虚拟地理环境与地理信息系统的统一

虚拟地理环境提供了一种综合表意系统,能通过更接近人类自然的方式反映现实地理环境,使得从现实世界到人类大脑的信息带宽最大化,提供了超越现实的抽象表示与解析理解能力,达到了增强现实的目的。虚拟地理环境在应用研究过程中存在着重几何模型、信息技术,而轻地理模型的现象,往往导致"实"和"虚"之间的脱节和对立。从虚拟地理环境概念、发展简史及与地理信息系统发展关系等方面指出了"虚"和"实"的有机统一是虚拟地理环境开发的最高境界。     

虚拟地理环境对空间认知方式的影响

虚拟地理环境是一种新的空间认知工具,文章介绍了虚拟地理环境的特点并分析了这些特性对人的空间认知方式所造成的影响。虚拟地理环境的多感觉通道拓展了人的空间认知手段,为没有制图和G IS使用经验的用户提供了一种有效的复杂信息表示方法,并从更深的层次上改变了人的空间思维方式,使得人的空间思维方式由原来的形象思维为主转变为抽象思维与形象思维并重,极大地提高了人的空间认知能力。     

一种非固定倍率的全球3维地形数据的组织方式

针对全球3维可视化地形数据,提出了一种较为灵活的、与传统方式不同的、非固定倍率的组织方式以及计算方法,该方法没有将数据的各级分辨率层设定为固定的纯2倍关系,而是一套可以通过限制条件来确定分层分级的方法,用户可以根据不同的需要,对不同数据来源采用不同的方式进行组织,实现了3维地形数据的灵活组织。     

一种非固定倍率的全球3维地形数据的组织方式

针对全球3维可视化地形数据,提出了一种较为灵活的、与传统方式不同的、非固定倍率的组织方式以及计算方法,该方法没有将数据的各级分辨率层设定为固定的纯2倍关系,而是一套可以通过限制条件来确定分层分级的方法,用户可以根据不同的需要,对不同数据来源采用不同的方式进行组织,实现了3维地形数据的灵活组织.     

虚拟地形环境及其可视化

随着计算机技术、可视化技术、GIS技术以及遥感技术的发展，虚拟现实技术已经应用于地形环境的表现，对于虚拟地形环境的可视化研究已经成为当前的热点。本文介绍了虚拟地形环境的概念、分类，分析比较了地图可视化与虚拟地形可视化，最后对虚拟地形环境的可视化进行了论述。     

虚拟地形建模中地物与地形匹配的算法研究

对于大比例尺条件下的地形环境仿真而言,采用贴2维纹理的方式表示地物已远远不能满足定位精度和可视化效果的需要,因为每个地物都是一个清晰可辨的3维实体了.在这种情况下地物模型能否与地形模型相匹配(即虚拟场景中的地物既不悬于地表之上也不陷入地表之下)将直接关系到视觉感受的逼真程度,以及在虚拟场景中对目标实施打击的精确程度.文中就如何实现地物模型与地形模型在数据层次上的匹配提出了一个解决方案,并对具体算法进行了详细阐述.实验结果表明了算法的正确性和实用性,由此说明匹配方案较为行之有效.     

虚拟地形建模中地物与地形匹配的算法研究

对于大比例尺条件下的地形环境仿真而言，采用贴2维纹理的方式表示地物已远远不能满足定位精度和可视化效果的需要，因为每个地物都是一个清晰可辨的3维实体了。在这种情况下地物模型能否与地形模型相匹配(即虚拟场景中的地物既不悬于地表之上也不陷入地表之下)将直接关系到视觉感受的逼真程度，以及在虚拟场景中对目标实施打击的精确程度。文中就如何实现地物模型与地形模型在数据层次上的匹配提出了一个解决方案，并对具体算法进行了详细阐述。实验结果表明了算法的正确性和实用性，由此说明匹配方案较为行之有效。     

虚拟地形环境中的空间认知问题初探

虚拟地形环境是一个由计算机生成的以视觉感受为主,包括听觉、触觉可感知的综合模拟系统.本文简要介绍了虚拟地形环境空间认知的相关理论,并在多感觉通道空间认知、交互性、空间认知功效影响因素等方面进行了探讨.     

虚拟地形环境中道路与地形模型融合算法研究及精度评价

以大比例尺地图构建的虚拟地形环境,由于观察视点的接近以及应用中对各种查询和分析的需要,所以要求构建的环境既能准确地表现地形特征又能使地物与地形精确融合,准确地查询出地物的属性,以满足目视及精确定位的要求.然而,实际应用中往往忽视地形与地物的密切关系,从而导致在目视比例尺条件下出现地物飘在空中或钻入地下等失真现象.为此,本文以道路为例提出了道路模型与地形模型的融合算法,同时对融合后道路与地形模型的精度进行了评估,为构建逼真的地理环境提供了基础.也为河流、岛屿、湖泊等地物与地形模型的融合提供参考.     

地缘环境分析模型图形化建模

针对日益增加的地缘环境分析模型(GEAM)组织管理需求,在对当前GEAM进行元模型剖分及分类的基础上,重点对GEAM图形化建模进行研究。将图形化建模任务划分为模型组织管理、模型编辑及模型验证与运行3个模块,界定各模块的主要功能,构建GEAM图形化建模框架。利用面向对象思想对图元语义映射与关联、模型验证与运行、模型输出与加载等关键技术进行深入研究与剖析。开发GEAM图形化建模原型系统,并通过对地缘环境单元划分模型进行图形化组建,验证可行性。     

地理可视化中的VR技术

介绍了在地理可视化系统中虚拟现实技术的技术实现.其中包括计算机3D技术和软件工程技术的作用;VRGIS发展的技术关键和难点,数据问题和图形显示问题;作为图形硬件的软件接口、开放式的图形库Open-GL;虚拟现实建模语言VRML和Java3D语言等.     

基于OpenGL的虚拟地表系统的实现

OpenGL是一种多平台的3维图形开发标准,是从事3维图形开发工作的必要工具,其稳定性、可靠性、可扩展性等特点赋予了其强大的生命力和应用前景.OpenGL在生物、医学、地质、大气等领域已有很多成功的应用.本文就如何利用VC＋＋结合OpenGL来开发虚拟的地表系统进行了详细地介绍,其中重点介绍了VC＋＋中OpenGL的参数设置、高程数据的获取、地形的建模,在OpenGL中模型的渲染,纹理的映射.为了使观察者有身临其境的感觉,虚拟的地表建立后,笔者还为系统添加了飞行模拟功能.