基于OSG的地质模型Web可视化方法研究

发布时间：2017-05-01 12:07

  本文关键词：基于OSG的地质模型Web可视化方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自上世纪90年代以来,可视化经过不断地发展、演化,已经到了虚拟现实这样一个更高的水平。虚拟现实技术在信息研究、开发和应用领域的热度一直居高不下,随着互联网技术的不断变革和发展,Web可视化技术也正成为虚拟现实技术的另一种表现形式。与此同时,地质模型可视化技术也迎来了其快速发展及应用的时期,并日渐成为数学地质、石油勘测、土木工程以及科学计算等可视化领域研究、应用的热门。地质模型的可视化将地质构造信息通过3D图形的形式表现出来,能够更加清晰的表现地质的形态、构造,清楚的描述三维空间下的物理或者化学属性参数的分布规律,为地质方面的研究和生产管理提供科学依据。OSG (OpenSceneGraph)是一款新兴高性能的三维图形引擎,由一系列图形学相关的功能模块组成,主要为图形图像应用程序的开发提供场景管理和图形渲染优化的功能。使用OSG进行的三维视图开发具有高效率、高性能、可扩展和可移植等特点。OSG以C++编写的OpenGL为底层平台,开发者无需关心其底层实现,提高开发的效率。其内部提供了对三维视图的任意裁剪、渲染排序和很多特效模拟等功能,保证了开发产品的高品质。除了传统的PC端,OSG渲染引擎在IOS和Android等移动设备上的应用也正变得更加普及和常见,能够运行于绝大多数的操作系统之上。基于OSG的这种跨平台特性,在不同的操作系统上开发出来的OSG软件相互间可以进行移植,对于软件的更新、维护、扩展来说能够提高代码或模块的重用性,缩短开发、二次开发以及更新维护的周期。基于此,很多高性能的软件都在使用OSG来完成复杂场景的渲染工作,比如地理信息系统,计算机辅助设计,数字媒体创作,动画,游戏和娱乐业等。互联网以其便利、快速、可定制等特性,正在成为人们获取信息最重要的途径。在此基础之上,信息可视化技术使人们可以通过观看可视化的图形图像获取信息的内涵和潜在结构,这大大降低了人的认知负担。Java以其独特的优势在web可视化的发展中扮演者越来越重要的角色,基于Java的大量成熟的web可视化技术已经得到了广泛的应用,许多面向各类信息的可视化应用系统也不断地涌现出来。本研究结合地质模型、OSG渲染引擎和基于Java的web可视化技术实现了地质模型的web可视化。本设计是在Java语言环境下调用OSG三维渲染引擎,利用角点网格建模技术来构建地质模型,辅以ActiveX控件技术,完成了通过Web浏览器来展现地质模型的构想,提出了可行的解决方案。主要内容包含以下几个方面：(1)熟悉JNI的具体实现,掌握其工作机制,并利用该技术实现在Java环境中调用OSG三维渲染引擎,使用Java语言对OSG的类和方法进行封装打包,提供web项目的工程依赖库文件。(2)选取以ECLIPSE等油藏数值模拟软件为代表的地质数据文件的存储格式,采用角点网格建模技术在OSG中实现三维地质模型的建立和渲染,并将渲染完成的地质模型保存到指定的目录中。(3)以Spring MVC作为项目框架,使用Maven完成项目的管理,通过MySQL数据库存储系统用户信息,在Eclipse开发工具中实现工程的创建和相关功能模块代码的编写。选取Tomcat为应用服务器,使用JSP视图技术完成了系统全部的页面布局设计,采用jQuery、js等前端技术实现页面特效和ajax异步交互。通过GT-Grid、SWFUpload等第三方组件完成表格的展示和数据文件的导入等功能。(4)利用ActiveX控件技术,将OSG三维地质模型视图窗口成功的载入到web浏览器中,使用户可在浏览器端查看地质模型,视图窗口尺寸可调。本系统提供了用户管理、地质数据导入和三维地质模型构建及渲染的功能,实现了地质模型的web可视化。用户管理模块提供了增删改查等功能,还可批量删除和修改；接收文本格式的地质数据模型的上传；在模型查看窗口中对模型进行缩放、翻转、变换视角等操作,也可以改变视图窗口的大小或载入指定模型文件。对于处理数据量不是特别大的模型文件,本系统能够得到不错的渲染效果。更为重要的本设计为在Java环境下使用OSG渲染引擎来实现三维可视化提供了一种借鉴。
【关键词】：地质模型 OSG Web可视化 JAVA
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P628;TP393.09
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 课题的研究背景与意义11-12
• 1.2 课题研究现状12-14
• 1.3 论文的主要工作与内容介绍14-15
• 第2章 系统总体设计方案15-16
• 2.1 系统总体设计15
• 2.2 服务器端总体设计15
• 2.3 客户端总体设计15-16
• 第3章 Java与OSG的结合探讨16-23
• 3.1 Java语言及其优势16-17
• 3.2 OSG三维引擎技术17-23
• 第4章 三维地质模型的建立23-29
• 4.1 三维地质模型概述23
• 4.2 地质建模方法对比分析23-27
• 4.3 基于OSG的地质模型构建和渲染27-29
• 第5章 Web可视化的关键技术29-45
• 5.1 web可视化总体概述29
• 5.2 B/S体系结构29-30
• 5.3 SpringMVC开发框架30-34
• 5.4 Tomcat服务器34-38
• 5.5 JSP技术及其特点38-39
• 5.6 MySQL数据库39-40
• 5.7 基于ActiveX的OSG窗口在浏览器中的显示40-45
• 第6章 系统设计实现45-67
• 6.1 系统总体功能模块设计45-46
• 6.2 基于SpringMVC的Maven工程的创建及配置46-49
• 6.3 系统登录模块设计及实现49-51
• 6.4 主页面及用户管理模块设计及实现51-56
• 6.5 数据建模模块设计及实现56-61
• 6.6 OSG模型展示模块的设计与实现61-65
• 6.7 退出系统模块的设计与实现65-67
• 第7章 总结与展望67-69
• 7.1 总结67-68
• 7.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 个人简介73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 毛小平;张志庭;钱真;;用角点网格模型表达地质模型的剖析及在油气成藏过程模拟中的应用[J];地质学刊;2012年03期

2 管树巍;何登发;;复杂构造建模的理论与技术架构[J];石油学报;2011年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 唐磊;基于线框模型的三维实体重构问题的分析与研究[D];中国海洋大学;2003年

2 李响;三维地质建模技术的研究[D];合肥工业大学;2008年

3 徐佳健;基于ActiveX的网络视频监控客户端设计[D];浙江工业大学;2013年

  本文关键词：基于OSG的地质模型Web可视化方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：338872