基于CityGML的三维GIS理论方法与实践探究

发布时间：2018-07-16 12:42

【摘要】：地理信息系统（Geographic information system，简称GIS）是城市信息化最重要的技术之一，主要实现城市空间的信息化。传统的二维GIS可解决城市的平面符号化，但却无法给人以城市的真实感受。现实城市在物理上是立体三维的，因此描述城市的空间信息也应该是三维连续的，二维GIS的平面符号化投影无法满足三维城市的再现，三维GIS弥补了这一缺陷。 然而早期的三维GIS模型只追求几何形状和外观的显示，而缺乏对模型语义属性与拓扑结构的表达。并且许多三维软件厂商纷纷建立各自独立的三维格式，缺少统一的建模标准，极大影响了三维城市模型在全球范围内的通用性与共享性。为了解决这些问题，OGC（Open Geospatial Consortium，开放地理空间协会）发布了三维城市建模的标准——CityGML（City Geography Markup Language，城市地理标记语言）。与其他建模语言相比较，，CityGML更关注模型在语义属性层面的表达，满足人们渴望了解并应用地理对象内部构造与内在属性的需求。CityGML以通用的建模标准为基础，也为实现三维模型在全球范围内的共享提供了保证。 本文基于当前CityGML研究总结上，综合研究了从CityGML模型数据的获取、简化、映射入库再到三维网络服务下的可视化等一系列CityGML应用环节的技术力量。并以重庆师范大学三维虚拟校园为例：实现以CityGML数据建立校园三维场景、发布该场景的三维网络服务并可视化显示。研究的创新点主要有：a、以CityGML应用的全流程角度研究CityGML的数据获取、存储入库、网络共享、可视化各个环节。全流程角度的研究有利于CityGML实际应用中的可行性和协调性，具有很强的实践指导作用。b、分析对比了CityGML模型获取的几种方式。针对国内许多研究的数据来源都是CityGML官方网站的实例数据的情况，对比研究了国外几种CityGML数据的获取方式，并分析了各种方式的适用条件。c、在分析CityGML的面向对象性的基础上设计了CityGML数据库结构，并编写了可视化的导入导出工具，实现CityGML的快捷入库和出库。d、实现基于三维网络服务的CityGML共享。相对基于Google Earth或CityGML文件共享方式，基于三维网络服务W3DS的共享方式可实现浏览器下的CityGML共享和互操作。
[Abstract]:Geographic Information system (information) is one of the most important technologies in urban informatization, which mainly realizes the informatization of urban space. The traditional two-dimensional GIS can solve the plane symbolization of the city, but it can not give people the real feeling of the city. The realistic city is three-dimensional in physics, so the spatial information describing the city should also be three-dimensional continuous, the plane symbolic projection of two-dimensional GIS can not meet the reappearance of three-dimensional city, 3D GIS makes up for this defect. However, the early 3D GIS model only seeks to display geometric shape and appearance, but lacks the representation of semantic attributes and topological structure of the model. And many 3D software manufacturers have established their own independent 3D format, lack of unified modeling standards, which greatly affect the global universality and sharing of 3D urban models. In order to solve these problems, OGC (Open Geography Spatial Consortium) issued a standard of 3D city modeling CityGML (City Geography markup language). Compared with other modeling languages, CityGML pays more attention to the representation of the model at the semantic attribute level, which satisfies people's desire to understand and apply the internal structure and intrinsic attributes of geographical objects. CityGML is based on the common modeling standard. It also provides a guarantee for the sharing of 3D models in the world. Based on the summary of current CityGML research, this paper synthetically studies a series of CityGML application links, such as the acquisition, simplification, mapping into the database and visualization under the three-dimensional network services of CityGML model data. Taking the 3D virtual campus of Chongqing normal University as an example, the 3D scene of campus is established with CityGML data, and the 3D network service of the scene is published and visualized. The main innovation of the research is: a. From the point of view of the whole process of CityGML application, this paper studies the data acquisition, storage and storage, network sharing and visualization of CityGML. The study of the whole flow angle is beneficial to the feasibility and coordination in the practical application of CityGML, and has a strong practical guidance function. Several methods of obtaining CityGML model are analyzed and compared. In view of the fact that the data source of many domestic studies is the instance data of CityGML official website, this paper compares and studies several methods of obtaining CityGML data in foreign countries. Based on the analysis of the object-oriented nature of CityGML, the structure of CityGML database is designed, and a visual import and export tool is developed. It realizes the quick input and exit. D of CityGML, and realizes the sharing of CityGML based on 3D network service. Compared with the sharing mode based on Google Earth or CityGML file, the sharing mode based on W3DS can realize the sharing and interoperation of CityGML in browser.
【学位授予单位】：重庆师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P208

【参考文献】

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本文编号：2126425