基于Internet三维数字港的应用研究
摘要
1998年1月31日，美国副总统戈尔首次提出了数字地球(Digital Earth)的概念。数字城市是数字地球建设中的一个信息节点，又是数字地球的基础。海洋覆盖了地球表面的71％，是全球生命支持系统的一个基本组成部分。人类社会的发展，必然会越来越多地依赖海洋。因此，数字地球离不开数字海洋。港口是海洋与城市的交界，因而数字港兼有数字海洋与数字城市的功能与特征，同样是数字地球中一个不可缺少的重要组成部分。
虚拟现实技术作为数字地球的关键技术之一，同样在数字海洋及数字港的研究中有着非常重要的作用。虚拟现实建模语言(VRML，Virtual Reality Modeling Language)能创建基于Internet的丰富多彩的三维动态虚拟世界，为人们提供了一种全新的交互技术来模拟真实的三维地理现象。
本文结合VRML及WebGIS技术，用Java编程实现，研究了基于Internet的三维数字港的功能系统及其实现。面向港区陆地，实现由二维图像(航拍照片或卫星遥感照片)到三维真实场景的过渡，结合Internet、地理信息系统(GIS)和虚拟现实技术创建三维动态大连港，生成可在Internet浏览器中显示的三维虚拟景观，整个场景可在任何位置，以任意视角、无级比例尺进行动态观察和漫游，并可对虚拟场景中的地物造型进行三维地理要素的属性查询和空间分析。面向港区水域，通过基于Internet的电子海图显示与信息系统(ECDIS)可为船务公司等提供全方位的海上数字信息服务。
本课题的研究对城市规划、国土资源开发有很大的指导作用，同时推动大连双D港的建设。
The concept of Digital Earth was brought forward first by Al Gore, vice prisident of U. S. A. Digital City is one of information nodes of the construction of Digital Earth and is the base of Digital Earth. The oceans, which cover 71% of the earth surface is the basic part of the system of the life support of the earth. The development of human society will be sure to be more and more depending on the oceans. So Digital Ocean is indispensable to Digital Earth. The Port is the boundary between the city and the ocean,It has the functions and the characters of the city and the ocean. So Digital Port is also indispensable to Digital Earth.
Virtual Reality technology which is one of the key technology in Digital Earth, is very important in the research on Digital Ocean and Digital Port. VRML, which can construct a colorful, 3D, dynamic, interactive, virtual world Internet-based, is also a kind of new reaction technology to simulate 3D geographic phenomena in our real world.
This paper had a research on function system of 3D digital port Internet-based with technology of VRML combining with technology of Java and WebGIS. For the land of the port,we have constructed the 3D, virtual sight of dalian port which can be displayed in the browser of Internet combining with technology of Internet,CIS and virtual reality.We have a transition from 2D picture to 3D,real scene.we can be observing and roaming dynamically in the scene everywhere, in every viewpoint, with infinitely variable scale, We also can query properties of objects in the scene and have the function of analyzing space. For the water area, We use electronic chart display and information system(ECDIS) to apply the omnidirectional sea digital information for the shipping company.
Our research will be helpful to direction in layout of city, development of the resource in our country and promote the construction of dalian 2D port.
虚拟现实技术作为数字地球的关键技术之一，同样在数字海洋及数字港的研究中有着非常重要的作用。虚拟现实建模语言(VRML，Virtual Reality Modeling Language)能创建基于Internet的丰富多彩的三维动态虚拟世界，为人们提供了一种全新的交互技术来模拟真实的三维地理现象。
本文结合VRML及WebGIS技术，用Java编程实现，研究了基于Internet的三维数字港的功能系统及其实现。面向港区陆地，实现由二维图像(航拍照片或卫星遥感照片)到三维真实场景的过渡，结合Internet、地理信息系统(GIS)和虚拟现实技术创建三维动态大连港，生成可在Internet浏览器中显示的三维虚拟景观，整个场景可在任何位置，以任意视角、无级比例尺进行动态观察和漫游，并可对虚拟场景中的地物造型进行三维地理要素的属性查询和空间分析。面向港区水域，通过基于Internet的电子海图显示与信息系统(ECDIS)可为船务公司等提供全方位的海上数字信息服务。
本课题的研究对城市规划、国土资源开发有很大的指导作用，同时推动大连双D港的建设。
The concept of Digital Earth was brought forward first by Al Gore, vice prisident of U. S. A. Digital City is one of information nodes of the construction of Digital Earth and is the base of Digital Earth. The oceans, which cover 71% of the earth surface is the basic part of the system of the life support of the earth. The development of human society will be sure to be more and more depending on the oceans. So Digital Ocean is indispensable to Digital Earth. The Port is the boundary between the city and the ocean,It has the functions and the characters of the city and the ocean. So Digital Port is also indispensable to Digital Earth.
Virtual Reality technology which is one of the key technology in Digital Earth, is very important in the research on Digital Ocean and Digital Port. VRML, which can construct a colorful, 3D, dynamic, interactive, virtual world Internet-based, is also a kind of new reaction technology to simulate 3D geographic phenomena in our real world.
This paper had a research on function system of 3D digital port Internet-based with technology of VRML combining with technology of Java and WebGIS. For the land of the port,we have constructed the 3D, virtual sight of dalian port which can be displayed in the browser of Internet combining with technology of Internet,CIS and virtual reality.We have a transition from 2D picture to 3D,real scene.we can be observing and roaming dynamically in the scene everywhere, in every viewpoint, with infinitely variable scale, We also can query properties of objects in the scene and have the function of analyzing space. For the water area, We use electronic chart display and information system(ECDIS) to apply the omnidirectional sea digital information for the shipping company.
Our research will be helpful to direction in layout of city, development of the resource in our country and promote the construction of dalian 2D port.
引文
【1】李德仁．“信息高速公路、空间数据基础设施与数字地球”．空间数据基础设施与数字地球论文集，1999，4：100～102．
【2】黄志澄．新世纪的航图—数字地球．中国图像图形学报，2000：1～2．
【3】崔伟宏，李小娟．“数字地球科学工程”．空间数据基础设施与数字地球论文集，1999，4：25～26．
【4】王乐．数字城市中的紧急事故响应系统的研究．北京大学遥感所硕士学位论文，1998：9．
【5】尤红建，刘彤等．城市DSM的快速获取及其三维显示的研究．遥感学报，2001：9～11．
【6】朱庆，李德仁等．数码城市GIS的设计与实现．中国图像图形学报，2001：8～10．
【7】李德仁，朱庆等．数码城市：概念、技术支撑和典型应用．武汉测绘科技大学学报，2000，25(4)：283～278．
【8】杜可亮，刘见灼．www上的虚拟现实技术—VRML语言．电子工业出版社，1998：23．
【9】吕汝元，戴树岭等．VRML及其在分布式多用户虚拟环境中的应用．系统仿真学报，2000，3：120～121．
【10】吴锐，陈德桂等．VRML技术在面向CSCW的母线槽布线专家系统中的应用．计算机辅助设计与图形学学报，2001，8：690～692．
【11】施寅，周葆芳．VRML2．0使用速成．清华大学出版社，1998：189．
【12】葛晓程，冯艳等．妙用Java及VRML开发三维图形．电子工业出版社，1999：73．
【13】王京傲．网络地理信息系统的研究．北京大学遥感所硕士学位论文，1998．
【14】张书煌，吕良寿等．全数字摄影测量与4D技术讨论．遥感信息，2000，4．
【15】武汉适普有限公司．全数字摄影测量系VirtuoZo NT用户手册．2000：2～1．
【16】李静．应用CyberCity制作城市三维景观．遥感信息，2000，4：65～67．
【17】武汉适普有限公司．三维可视地理信息系统Imagis用户手册．2000：5～6．
【18】潘明阳，李一凡，赵德鹏．用VRML和WebGIS技术构建数字港．大连海事大学学报，2001，127(2)：05～108．
【19】杨正甫．面向对象分析与设计．中国铁道出版社，2001，4．
【20】邱仲潘译．Java2从入门到精通．电子工业出版社，1999，4．
【21】李一凡，赵德鹏．数字港多维模型的研究．大连海事大学学报，2001,127(1)：102～105．
【22】阿尔．戈尔．数字地球—认识21世纪我们这颗星球．中国科学报，1998．
【23】承继成等．数字地球导论．科学出版社，1999．
【24】陈述彭．数字地球百问．科学出版社，1999．
【25】李琦 吴少岩．数字地球人类认识地球的第三次飞跃．北京大学出版社，1999．
【26】崔伟宏．数字地球．中国环境科学出版社，1999．
【27】张超，陈丙咸，邬伦．地理信息系统．高等教育出版社，1995．
【28】阎正等．城市地理信息系统标准化指南．科学出版社，1998．
【29】宫鹏．城市地理信息系统．中国海外地理信息系统协会，1996．
【30】边馥苓．地理信息系统原理和方法．测绘出版社，1996．
【31】尹连旺．“数字地球”地理坐标框架与无级比例尺信息综合模型研究．北京大学博士论文，1999，5．
【32】杨超伟．WebGIS的理论技术与实现方法的研究．北京大学博士论文，2000，5．
【33】李琦等．数字地球系统的数学模型与时空坐标系统研究．中国图象图形学报，1999，4．
【34】李小娟，崔伟宏．数字地球数据模型与数据结构研究．中国图象图形学报，1999，4．
【35】罗英伟等．WebGIS的结构设计．中国图象图形学报，1999，4．
【36】李琦，杨超伟，王京傲，齐锐，黄磊．WebGIS研究．中国图象图形学报，1999，4．
【37】尹连旺，李琦，承继成．基于WebGIS的无级比例尺信息综合技术研究，中国图象图形学报，1999，4．
【38】吴少岩，李琦，许卓群．数字地球与空间智能体．中国图象图形学报，1999，4．
【40】王晓栋，崔伟宏．数字地球时空维实现．地理科学进展，1999，6．
【41】张锦，王励．万维网地理信息系统实现的相关技术问题．测绘通报，1998，1．
【42】张健挺，刘卫国．网络地理信息系统研究．地理研究，1998，6．
【43】李军，景宁，孙茂印．“数字地球”中的三维GIS技术．电子科技导报，1999，5．
【44】柏延臣，李新，冯学智．空间数据分析与空间模型．地理研究，1999，6．
【45】李霖．空间数据库查询语言的特征．武汉测绘科技大学学报，1997，6．
【46】王能斌．数据库系统原理．电子工业出版社，2000，1．
【47】Silicon Graphics Inc. Cosmo Player 2.1 COM EAI programmer's guide: http://cosmosoftware.com/products/player/developer/eai/main.html, 1998.
【48】Al Gore. The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century, http://www. opengis.org/info/pubaffairs/ALGORE.htm, Given at the California Science Center, Los Angeles, California, on January 31.
【49】www. digitalEarth.net.cn
【50】Lee, Ho-Geum,Lee, kiwon. Deveplopment of 3Dimensional GIS runing on Internet. GIS Lab/System Engineering Research Inst, 1998.
【51】J.D.Stuwe. Visualization of Geographic Data using VRML-An Internet Client for a Geographic Information System. IEEE Computer Graphics Internation, 1998.
【2】黄志澄．新世纪的航图—数字地球．中国图像图形学报，2000：1～2．
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