基于VRML和ArcGIS的虚拟城市的实现.pdf

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1、应用芨术与研究学术探讨l2013年第1—2明l基于VRML&ArcGIS的虚拟城市的实现郑伟涛(东华理工大学测绘工程学院，江西南昌3300l3)[摘要]目前虚拟城市的建设在城市平面图的快速获取方面存在一定的难度。本文研究了VRML虚拟现实建模语言，利用心cGIs快速制作的平面图，通过VRML和Javasc邱t创建了虚拟图书馆，为未来建立虚拟城市提供了一些指导建议。[关键词】删L；心cGIs；虚拟城市；虚拟现实1．引言虚拟现实(virnlalReali砂)技术，是20世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了图像处理、计算机图形学

2、、人工智能、多媒体技术、传感器、网络以及并行处理技术等多个信息技术分：吏的最新发展成果【l】。Ⅵ洲L作为一种虚拟现实建模语言，是实现虚拟城市的主要手段之一。用它创建的具有照片纹理的3维城市模型可以使人们身临其境般感受数字城市【2】。在构建虚拟城市的过程中，许多学者作了相关的研究，有的学者研究了如何使用VR~Ⅱ，语言简化3D模型，如万剑华使用Ⅵt~Ⅱ，中的BillBoard节点实现了树的建模，并且提出了一种利用多角度平面进行纹理贴图的方法模拟树，从而来简化模型【3】。还有学者研究了使用Javascript语言和ⅥiML来实现逼真的交互功

3、能，如施贵刚采用了VR~Ⅱ，与v1111lScript、JavaScript结合的技术，实现了融入虚拟环境的工具菜单，丰富了与虚拟校园交互的手段，方便用户操作【4】。考虑到建立虚拟城市特殊性，它需要比较新的、能快速获得的城市平面地图。本文探讨了从遥感影像中获取原始图像，然后通过衄GIS处理得到需要的城市平面图，再使用vRML和JavaScript建立虚拟城市。2．虚拟现实2．1虚拟现实的特点Ⅲ美国科学家BurdeaG和PhilippeCoifret曾在1993年世界电子年会上发表“VirnlalReal时Systems粕dApplic

4、ations”一文中，提出了一个“Ⅵt技术三角形”，它简明地表示了虚拟现实具有的3个最突出的特征：交互性(IIltemctivit)r)、沉浸感(Immersion)、和构想性(Ima百nation)。2．2VRMI，语言ⅥiML即虚拟现实建模语言，是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，也具有平台无关性，是目前Intemet上基于www的三维互动网站制作的主流语言，本质上是一种面向web，面向对象的三维造型语言，而且它是一种解释性语言。ⅥtMI，文件的语法主要包括Ⅵ≈MI，文件头、节点、原作者简介：郑伟涛

5、，男，江西抚州人，硕士研究生。研究方向：三维GIs。型、造型、脚本和路由等。不是每一个VR~虹，文件都必须包括这几部分，只有、，IiML文件头是必须的。、_rIiML文件空间的场景和造型都是由节点构成的，再通过路由实现动态的交互和感知或者使用脚本文件与外部接口进行动态交互。在、佩MI文件中“节点”是核心、灵魂。3．实验本文以东华理工大学南昌校区的图书馆为例，在vmlPad编辑器中通过ⅥtML和ArcGIS建立虚拟图书馆。3．1数据资料的准备数据资料包括校园平面图、纹理数码照片、室内结构和周围环境。室内结构和周围环境通过拍摄照片和调查记

6、录得到。3．1．1校园平面图的制作嘲校园平面图可以利用已有的二维数字地图资料，并对途中过失或遗漏的地物采用全站仪进行补测【3J。但是在建立数字城市的过程中，区域范围很大，对地物的补测是费时费力的。本文的平面图采用遥感图像数据作为原始数据资料，通过ArcGIS可以快速制作校园平面图。首先通过软件截取区域的遥感影像，然后通过觚M印的Geore矗玎encin配准影像。对配准后的影像区域(如图1)进行矢量化，得到所要研究区域的平面图【叼(如图2)。图1误差校正图一49—I学术探讨应用技术与研究2013年第1—2明EnstC}tiHal}Ist

7、nllte西TechnolI，秽NAIGh_64■■pId硎★md口弩—_‰＆F^dd[盈：：=糍罗“图2校园平面图3．1．2纹理数码图片的处理本文通过photoshop3．0对采集回来的原始图片进行处理。1)首先去掉图片上不需要的因素，比如人物、条幅。2)通过滤镜里面的镜头矫正，将图片拉正。3)裁剪拉正后的图片，去掉多余的部分。4)设置图像大小，由于Ⅵ洲L贴图需要较小的图像，图像太大会影响其显示的效果(处理的前后对比图3)。建筑物顶的纹理则使用配准好的遥感图像问。图3处理的前后对比图3．2交互功能的实现【1】为了方便与同观察者进行交

8、互操作，以及实现随观察者观察位置变化显示相应的场景画面，、像MI提供了一些感觉观察者行为动作的节点，在ⅥmL中称为交互功能。、佩ML使用7种传感器节点完成感知和反应的交互功能。第一类传感器：通过感知浏览者对鼠标的操作行为