4 　虚拟现实技术的发展前景

    4. 1 　地理环境虚拟视景的生成

    地理环境虚拟视景生成主要包括:生成具有真实感的地形实体模型,连接组合离散模型生成虚拟环境,设置虚拟视景中的光照、天空模拟、特殊效果模拟等.

    地形生成的重要环节是数字高程模型(DigitalElevation Model ,简称DEM) 的建立,它是区域地面高程的数字表示,是地理信息系统中进行地形分析的核心数据系统. 其目的是用测量的手段或其他技术手段获得地形数据,在满足一定精度的条件下,用离散数字的形式在计算机中进行表示,并用数字计算的方式进行各种分析与应用.

    建立DEM 数据库,与矢量、影象数据叠加,实现真实三维空间查询、工程应用等工作的数据流程如图1 所示

    根据虚拟区域的地理位置和范围,采集该区域内适当比例尺的真实地形地貌数据,经过处理后生成数字化地形高度数据和数字化特征分析数据. 在地形TIN 的生成过程中,生成虚拟视景中的三角网格形式的地形,同时分别对层次结构图中最底层的非动态实体建模,然后按照层次结构关系将它们连接、组合起来,形成虚拟视景中地理环境模型;构造建筑群体、森林树木等非动态模型,并利用数字化地图提供几何数据,确定其在地形上的位置.

    4. 2 　运用动态数据调度实现三维飞行模型

    目前,实际应用最多的方法是基于DEM 地形数据的地形实时生成技术. 由于地形的原始数据庞大,因而实现实时显示对硬件要求很高,尤其是在海量数据的三维飞行模拟中,这个问题更加突出.

    比较可行的方法是根据地形显示中的视相关原则,以视点在水平面的投影为参考起点,生成一个适当的数据集进行三维显示,随着视点的移动,数据集内容也不断变化,从而实现三维飞行模拟. 这样就有效地解决了上述问题,其中的核心内容是动态数据调度.

    4. 3 　数据的组织和管理

    对于地理环境中地形三维虚拟现实技术的研究,由于其数据量与要反映的地面精确程度相关,要精确反映地表的情况,数据量是实现动态仿真的瓶颈问题,因此,将空间数据与属性数据统一存放在关系数据库管理系统中,采用关系数据库管理空间数据,真正实行了空间数据与非空间数据一体化的无缝集成.

    从地理信息系统发展来看,对属性数据的存储主要有两种:一种是属性数据与空间数据分别存储在不同的文件中,通过内码联系;另一种是属性数据和空间数据两者同时存放在同一个文件中,这样便于空间数据和属性数据一致性维护,查询统计都很方便. 对空间数据管理也主要有两种:一种以文件形式管理;另一种是采用数据库(包括关系数据库、对象关系数据库) 管理空间数据,这是当今GIS发展的趋势. 采用数据库管理空间数据能够支持海量空间数据存储,数据查询检索灵活,易于数据动态分析,采用开放的Client/ Server 技术,真正解决数据共享和多用户操作问题,具有强大灵活的开发环境.

    4. 4 　网络化发展

    运用虚拟现实和动态建模等当今先进的信息技术,联合规划、市政、环保等部门,共同建设和开发三维城市GIS 和时空GIS 系统,并将其联接到高速运行的因特网上,为“数字城市”提供信息展现平台,使我们的“数字城市”走入寻常百姓家.

    5 　结束语

    虚拟现实技术在城市建设领域有着极大的发展前景,同时也存在一些问题,如图形图象技术的应用、数据的更新及修改、系统的性能和实时性等,有待于进一步研究和探讨.

    参考文献:

    [1 ] 　汪成为,高　文,王行仁. 灵境(虚拟现实) 技术的理论、实现及应用[M] . 北京:清华大学出版社,1996.

    [2 ] 　施　寅,周葆芳. 虚拟现实造型语言及其应用[J ] . 计算机辅助设计与图形学学报,1998(5) :450 - 456.

    [3 ] 　汪成为,祁颂平. 灵境漫话虚拟技术演义[M] . 北京:清华大学出版社,1996.

    [4 ] 　涂　超,颜辉武. 虚拟城市开发技术探讨[J ] . 现代计算机,2000(12) :31 - 33.