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基于3S与VR技术的城市环境规划介绍

文章来源:互联网 作者:frank/lucy 发布时间:2011年07月20日 点击数: 字号:
境规划中,可以把整个规划区域的可能污染源分别以点、线、面的形式概括出来,使用全球定位系统(GPS)进行精确定位,通过遥感(RS)收集相关的地理、空间等信息,最后输入地理信息系统(GIS)进行分类整理。通过对遥感影像的分析,可以准确地获得所需的地形、地质、气象、水文信息,建立起地理环境数据库和模型库。通过数据库中的各种定量化的信息,应用系统论、信息论和控制论的观点分析区域地理环境的变化过程,再以模型库中的地理环境数学模型为基础,对海量的地理环境信息数据进行分析处理,给出决策级的辅助信息,可以使决策过程更加直观和高效。处理的过程可以简洁的概括为:点处理、线处理、面处理。

  (1)点处理

  选取地理环境中的点源信息包括排污点、环境监测、地理特征点等,对不同类型的点源赋予不同的属性特征值。利用GIS软件可以发挥点源的空间分析功能:选择属性满足条件的点以获得需要空间分析的点源,再指定缓冲区分析的范围,便可得到这类点源的影响区域,并可将点源信息转化为面源信息。我们还可以通过现有点源信息来确定最佳规划位置,以获得最优规划效能。

  (2)线处理

  城市环境规划中的河流、街道、排污管道等信息都以线的形式表示。这些线条可以表示宽窄、走向、长度等信息,最主要的是可以表示其所处的空间位置。在规划图上叠加这些信息后,可以通过在GIS系统内设定缓冲区的方法来得到这些线型污染源的分布及面积。

  (3)面处理

  城市环境规划中大多数信息都是以面的形式表达,例如:环境功能区、土壤类型区、植被类型区等。可以通过计算某地区的生态敏感性、生态适宜性,再由GIS软件在相应的地图上进行叠加,就可以看出该地区的生态敏感性和生态适宜性分布情况。在这些地理背景支持下,可以方便的、有针对性的进行地理环境规划的综合分析。

  2VR技术的应用利用

  VR技术可以使决策者犹如乘坐直升机飞跃规划地上空或是走在规划地的大街上一样,产生身临其境的感觉,能最大程度上保证规划的科学性、协调性。可以采用以下两种方法来建构虚拟场景。

  (1)基于计算机语言的环境虚拟

  常用的语言是VRML,其基本目标是建立因特网上的交互式三维多媒体,基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等。

  VRML中有三种造型方法可应用于虚拟环境模型的建立:一是运用基本的造型节点(Box,Cylinder,Cone,Sphere)结合Group节点等节点控制进行规则景物的建模(类似于CAD技术中的CSG造型方法);二是运用点线面造型法对不规则物体进行建模。三是运用特殊节点对动画声音等非实体进行建模。在描述整个城市环境时,需要多种节点综合运用才能建立完整虚拟场景表述。

  用户可以从任何视角和路径来观看整个虚拟场景。这种虚拟场景的优点是互动性强,可以自由在场景中行走,产生虚构的场景并提供立体的视觉效果。但是,在计算机上制作这些三维模型难度较大,对计算机设备要求也较高。在制作庞大复杂的场景时,常常会不够逼真。为了增强场景的真实感,可以采用简化实体的方法,这样使数据结构简单,处理方便快捷,视觉效果也会不错。

  (2)基于影像的环境虚拟

  基于影像的虚拟环境构建是指用照相机、摄像机或者其它视频设备产生的3600环场影像,经计算机处理后由用户定点观察的场景。城市环境规划过程中,利用影像构建虚拟环境有其特殊性。由于,影像设备只能对具体事物进行展示,所以,我们只能对与目标景物类似的场景进行影像,这样就要避免构建出来的虚拟场景给人以多个景物简单叠加的感觉。同时,影像的过程中要注意许多技术性的细节,在拍摄时,要选取天气晴朗、能见度高且场景地人少的时候进行。选取具有代表性的场景,而且保证相邻的景物具有重叠的部分,以便保证景物的全景效果。同时,为了更好的展示景物的美感,使用影像方法进行虚拟场景时,可以加上图像处理的过程。

  四、小结

  3S与VR技术在城市环境规划中的应用现在还处在初步阶段,但是,我们可以看到3S与VR两项功能强大技术的联合应用,不但能够收集、整理大量的地理环境信息,而且可以很好的展示出来,这在城市环境规划乃至整个环境科学及工程领域都有着广泛的前景。

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