基于WebGL的三维GIS空间算法的研究与实现

WebGL被广泛运用到Web的三维场景可视化和三维WebGIS场景实现中。目前将WebGL应用在三维GIS中的应用研究主要集中在处理图形引擎、三维建筑加载和三维场景可视化等方面,而在采用WebGL技术实现三维GIS以及空间算法上的研究较少。采用WebGL技术实现三维GIS,在进行数据测试的过程中,出现二、三维空间数据不同步、错位情况严重、路径分析三维展示平滑性差、场景漫游旋转时三维对象发生位置偏移和坐标错位等问题。针对以上问题,重点研究二、三维空间数据同步算法、三维运动轨迹处理算法和三维漫游处理算法。以实际的城市三维数据为例进行算法实验分析,结果表明:利用该方法保证了三维GIS中二、三维空间数据的同步,减少了三维漫游过程三维对象位置偏移和坐标错误情况,在路径分析的三维效果中体现了良好的视觉感知。     

基于XNA 3D的三维WebGIS系统研究与应用

为了解决存在于三维WebGIS系统中的三维图像旋转困难、三维数据响应慢、互联网访问需要插件、不方便等问题,提出基于XNA 3D技术的三维WebGIS开发模型。采用Silverlight 5中的XNA 3D前沿技术,充分利用该技术处理三维动画的优势,结合三维空间模型和二维空间数据,利用Arc Server技术平台进行系统整合和发布。最后,通过实例验证该技术实现的三维WebGIS系统,有效地解决了三维WebGIS中普遍的技术难题,为三维地理信息技术提供了新的开发模式。     

基于WebGL的PLC组态虚拟仿真系统设计与实现

提出了基于WebGL的工业控制三维组态虚拟仿真实验平台设计方案。平台采用WebGL技术构建真实三维工业仿真环境,结合PhysiJs技术与NodeJs技术实现模型运动的实时渲染与数据通信。该仿真平台包含场景加载、模型组装、运动控制、PLC通讯配置及实验效果仿真等功能,可快速地搭建典型工业环境下PLC软件开发的虚拟仿真实验教学场景。通过真实场景的虚拟再现,有效地解决实验场地限制、设备昂贵和多实验场景适用性等问题,从而提高工业控制领域人才的培养质量。     

基于HTML5和WebGL的3DWebGIS构建与实现

提出了一套基于HTML5与网络图形库WebGL的三维WebGIS构建方案,该方案采用JSON格式对数据进行组织,通过AJAx技术进行数据传输,利用HTML5、WebGL技术进行三维数据展现,并构建了演示系统进行实现。结果表明：该方案具有免插件、跨平台、开放性、基于硬件加速等优点,能够在Web页面中提供良好的可交互的三维体验。     

基于WebGL的三维WebGIS场景实现

寻求一种不需要组件加载来实现三维WebGIS场景的解决方案,对突破目前三维WebGIS缺乏高效前端显示技术的瓶颈具有重要意义。将WebGL作为图形引擎,采用真实空间数据作为验证和测试数据,使用JavaScript编写一套较完整的三维WebGIS场景及图层元素类库,设计简单的数据服务,形成一个简单的GIS系统。实验验证了WebGL是一种可行有效的实现零组件三维WebGIS场景构建的技术手段。     

基于WebGL纹理映射技术的水立方贴图的设计与实现

虚拟现实是地理信息科学可视化研究中一个日趋活跃的研究领域,其设计与实现方式之一是真实感图形和纹理贴图技术。WebGL具有平台无关性、简便高效性、Web交互性、无需任何浏览器插件支持等优点,WebGL的研究与应用对于WebGIS可视化是一个有重要意义的课题。该文通过WebGL纹理映射技术设计建立图片和水立方建筑对应关系,实现对水立方的纹理贴图及三维效果展示。     

基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术研究

针对现有3D WebGIS系统矢量数据三维可视化在渲染速度与渲染效果方面存在明显不足的问题,利用新一代Web三维绘图标准WebGL的优势,研究了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术,提出了在水平方向与垂直方向上进行矢量数据渲染优化的方法,并在此基础上开发了基于WebGL的矢量数据三维渲染原型系统,对渲染方法与渲染效果进行了验证,证明了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染方法的可行性与有效性。     

基于ODM和Cesium的无人机倾斜摄影建模及可视化

GIS随着计算机科学技术的发展尤其是Web技术和WebGL技术的发展,近些年正逐渐三维web化,但无法直接复用较成熟的二维WebGIS方案。本文提出一种Cesium结合ODM(OpenDroneMap)进行三维WebGIS开发的方案,通过ODM在服务端自动处理无人机倾斜摄影测量采集的影像数据,将处理后产生的倾斜模型、点云、DEM等数据进行数据管理,最后在客户端浏览器进行三维可视化。本文阐述两者的开发模式、使用方法、数据组织和软件框架,概述了在无人机数据倾斜建模及可视化中的应用。     

基于GeoFusion的三维地形和目标模型调度显示研究

针对大型场景的实时绘制问题,提出了一种基于GeoFusion的三维可视化技术.首先分析了GeoFusion三维视景平台的基本情况及对用户应用程序的支持,详细阐述了三维地形数据的坐标转换、格式转换和生产制作处理流程,结合GeoMatrix给出了地形调度显示方法,建立了DSM三维目标模型,提出了三维目标模型的调度算法.开发了仿真系统,并通过实例表明了所提地形和目标模型创建及调度显示算法能够实现实时调度和场景的实时显示,并保证了场景的真实感.     

运载火箭试验数据管理及可视化系统设计

针对现有运载火箭试验数据管理及可视化系统依赖于第三方功能插件,未实现纯浏览器端三维模型渲染及交互,系统对运行环境依赖性强、部署和维护成本高等问题,设计了基于JavaScript框架ExtJS和WebGL框架three.js的运载火箭试验数据管理及可视化系统;首先基于B/S架构设计了系统总体框架,然后针对二维图形数据传输延迟问题设计了基于Web Worker的数据读取方案,最后针对浏览器端三维模型渲染需求提出了基于VTK模型的转换算法,设计了三维模型渲染及交互方案;试验结果显示,该系统不依赖于运行环境和功能插件,能实现浏览器端二维图形和三维模型渲染及流畅交互,为兼容国产化操作系统、降低部署和维护成本创造了条件。     

基于Three.js的镀膜机展示平台的设计

随着网页展示技术的不断更新,使复杂的三维机械模型能够在网页中的展示成为可能。本文简单介绍了HTML5的优势及WebGL的第三方类库Three.js,详细阐述网页上场景的显示流程和场景中的模型交互,显示了WebGL的优越性,同时提出了基于Three.js的镀膜机展示平台的构建方法。此平台方便了用户的观看和操作,具备了良好的展示效果。     

基于WebGL的在线房产展示系统研究

针对传统二维视图在表现能力、场景模拟和交互性能等方面的局限性,研发了一款基于WebGL的在线房产展示系统,为广大房地产销售人员和用户提供一个具有室内外场景展示、场景交互和室内构件查询功能的三维虚拟现实展示系统。销售人员可通过此系统辅助销售,通过虚拟看房加强客户对房型的了解。与一般的平面图或仿三维场景相比,其拥有真实感较强、采光无死角等优势。此研究主要采用3D建模软件和WebGL的JavaScript3D库(Three.js),建立房屋室内外模型,开发网页3D场景。该方法无需下载专用渲染插件和运行环境,即可成功展现相应的三维场景效果,不仅为普通客户提供了良好的体验,而且有效降低了开发者的工作难度,从而大大提高系统开发和展示效率。系统测试结果表明,基于WebGL的在线房产展示系统具有虚拟展现房屋室内外真实场景效果的功能和人性化的图形交互性能。     

基于WebGL的水库大坝三维仿真系统实现

针对基于插件的水库大坝三维仿真系统存在需要安装软件或插件等不足,采用WebGL技术实现了基于网页无插件的水库大坝三维仿真系统。首先,对水库大坝及周围地形进行三维建模,构建虚拟的水库大坝三维场景。然后实现水库闸门启闭模拟,水体效果模拟,船只航行模拟以及基于粒子系统的泄洪模拟,完成仿真系统的构建。最后接入水库大坝实时监测数据,实现大坝实时监测信息的展示。实践表明该水库大坝三维仿真系统,具有模拟效果更逼真,使用更便捷,集三维场景动态呈现和水库信息展示于一体等特点。     

基于Three.js的3D磁盘阵列设计

WebGL（Web Graphical Library）让浏览器在无需安装插件的情况下即可渲染出3D图形,而封装了WebGL低级别API的three.js更是为3D图形的高效创建提供了可能.针对传统方法的磁盘阵列可视化不够直观以及交互功能单一的问题,本文提出了基于three.js的磁盘阵列三维（3D）可视化的框架,从仿真建模和交互两方面阐述了3D磁盘阵列的设计思路,并给出了相应的实现过程.相对于传统方法,提出的3D可视化框架能够创建真实的三维场景,给用户带来流畅丰富的视觉以及交互体验.     

基于数字地球的WebGIS开发及其应用

空间地理数据的传输、处理以及展示对WebGIS提出了更高的要求。基于此,在开源数字地球模型上进行二次开发,采用GeoServer作为WebGIS服务器实现网络地图服务,构建一种金字塔模型的数据缓存机制,分析系统体系结构,设计基于数字地球的WebGIS。通过在WebGIS上水雨情信息综合集成和洪水淹没三维仿真的应用表明,该WebGIS具有较好的实用性和扩展性。     

《网站设计》实验教学内容与方法改革探讨——以基于WebGL的个性化产品定制平台开发为例

WebGL是一种在网页上用户交互展现三维立体场景的网页编程技术,是"网站设计"课程实验教学环节中重点教学内容之一。WebGL技术具有专业性强、编码复杂、难于掌握等特点,因此,它也是实验教学方法改革中的难点之一。本文以功能完善的个性化产品定制平台为例,重点研究了实验教学过程中WebGL的关键功能的技术实现方法并且阐述了其良好的发展前景,便于教师深入浅出地讲解WebGL技术,并使学生能够更加容易地、有效地、方便地理解并掌握WebGL的实验方法与关键技术。     

基于第5代HTML标准的拱坝工程三维可视化网络平台

拱坝工程的科学计算可视化是拱坝科学研究的重要辅助工具.针对传统可视化方法存在的问题,提出了面向第5代HTML标准的网络平台可视化方法.通过外部面提取与拓扑转化等算法将有限元模型转化为WebGL模型,并利用Blinn算法实现光照渲染,搭建的网络可视化平台具有兼容性、用户体验性以及开发灵活性的优势.文中详细阐述了有限元模型向WebGL的转化算法以及网络平台的建设方法.针对溪洛渡拱坝工程开发了自动化程序与网络平台,直观、科学地实现了工程三维可视化,并在多种客户端下取得了良好的浏览效果与用户体验,进一步验证了文中方法的可行性;同时也对这种网络平台的发展方向进行了讨论.     

基于MapXtreme的交通WebGIS的实现方法

文中分析了基于MapXtreme的WebGIS的工作原理。在WebGIS平台MapXtreme的条件下,利用空间数据库管理系统OracleSpatial管理GIS数据可能遇到的问题,并提出了解决的方法。描述了基于MapXtreme的WebGIS的4层结构,并分析了在这种结构下网站的扩展性策略等关键技术,最后简要介绍了一个基于OracleSpatial的运行实例。     

数字油田地上下三维集成建模系统研究

在对油田地上下二三维建模过程中各类数据分类和解析的基础上,采用地上CSG+地表GRID+地下Pillar混合模型建立地上下统一的数据结构和接口,分析三维地形、三维油藏、三维地物、地表二维矢量三维化、坐标系与坐标转换等可视化建模方法,根据OSG平台建立统一的三维场景,提出基于面的三维网格消隐算法和基于离散属性值的邻域作用力网格平滑算法,研究三维垂向剖切、剖切面展布与井轨迹在剖面上的投影,实现基于遗传算法的水平井水平段设计优化技术。以内蒙古某油田为实验对象,结果表明,该系统可用于数字油田地上下三维集成建模。     

机械设备仿真平台研究与实现

针对机械设备大型化及结构复杂化引起的设备内部结构不能直观显示,拆装重组困难等问题,利用三维渲染引擎Open Scene Graph,结合数据库、虚拟现实等技术构建了机械设备仿真平台.首先为解决模型载入前需转换为osg相关格式,解析并读取了常用3DS存储格式;然后为提高三维场景的沉浸感,利用改进的Arcball算法,将鼠标运动精确地映射到三维场景中,并采用平视显示及天空盒技术;最后为解决网络发布中模型加载速度慢的问题,采用边折叠方法对三维模型进行简化分层,实现了三维模型的累进传输,加载速率明显提高.经验证,平台可以方便的制作发布集拆装和工作原理演示等功能于一体的拥有三维真实感的交互式仿真项目并快速在网上发布.