基于网络的ccgis浏览器的设计和实现

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1、*国家自然科学基金资助项目（40001017），霍英东教育基金会青年教师基金资助项目（71017），国家重点基础研究发展规划资助项目（G1999043801）基于WEB的CCGIS浏览器插件的设计与实现朱庆，李霞飞，张叶挺武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，430079E-mail:zhuq@rcgis.wtusm.edu.cnTel/Fax:027-87881292摘要：本文首先介绍了网络三维虚拟现实的发展现状和一般实现方法，结合数码城市GIS软件CCGIS的研发，提出了基于Web的3D城市模型浏览

2、器插件的三层B/S体系结构，然后重点介绍了采用Java和Java3D实现客户端三维数据在线操作与动态显示和服务器端一体化数据库管理功能的实现方法。该插件能用于Internet上发布三维城市信息，实现三维空间信息的数据共享，并提供给用户一个逼真的、实时的、可交互的虚拟三维城市。文章最后给出了一个实验例子和几点结论。关键词：Java3D，VRML，CyberCityGIS，B/S体系结构，插件1、介绍近几年来，因特网以爆炸性的速度向前发展，Internet的出现为世界带来了大量的网络应用。现在，它已成为信息发

3、布的主要工具。网络带来的新发展很大程度上影响了地理信息系统应用领域的发展，使地理信息系统的服务走向网络化。现在，对发布和在线的地理信息系统的需求越来越大，服务于Internet上的动态GIS受到了无法抵抗的挑战。以前我们所提供的在线地理信息系统的服务大多局限在传统的二维表现形式上。随着虚拟技术、图形技术、网络技术和数字城市技术的发展，对因特网上的三维虚拟现实应用的需求越来越大。以三维城市景观模型为主要内容的数码城市越来越引起人们的普遍关注，并日益成为三维GIS发展的主流之一（李德仁等，2000）。但是，由

4、于受到网络传输速度、图形技术和虚拟现实技术等因素的限制，基于网络的三维虚拟现实尚处于一个刚发展起来的全新阶段。在万维网（World-WideWeb）上，虽然可以找到各种各样的标有“虚拟城市”的站点，但在这些站点中，大部分只是提供了图形接口，即只提供二维图片，点击图片再进入到相关的页面，都是以静态的方式表现城市或旅游景点，还很少有把虚拟现实技术（VR）跟GIS的空间数据相结合来创建真正意义上的虚拟城市（DodgeM等,1998）。尽管虚拟现实技术和GIS技术的发展已经取得显著进展，但要满足数码城市在Web上

5、的虚拟三维交互还存在许多困难，11不仅在客户端要解决大量几何数据和纹理影象数据的动态传输、在线交互和实时显示等困难，而且在服务器端还必须支持多种类型海量数据的管理和有效存取。开发基于Web页面的三维虚拟场景可以采用多种方法来实现，包括采用不同的编程语言。实现网络虚拟三维的方法大致有下面几种：虚拟现实模型语言（VRML），网络编程语言Java和Java3d，微软公司的ActiveX、COM和DCOM等，这些语言可以相互结合。其中，使用最为广泛的一种语言是虚拟现实模型语言（VRML）。与HTML(HyperT

6、extMarkupLanguage)一样，它是一种ASCII的描述语言，其来源为Open　Inventer，是SGI公司为其本身需求而开发出的3D图形描述语言。HTML用於平面的排版与创作，而VRML则用来描述三维模型，它可以用来产生三维物体、材质和灯光等特殊效果，并能够通过Internet网络进行操作。只要在客户端安装插件就可以浏览扩展名为wrl的VRML文件。国际上支持VRML的插件有多种多样，如：SGI公司提供的CosmoPlayer（这是用得最多的一种VRML浏览器）、微软公司IE浏览器自带的VR

7、ML2.0、日本SONY提供的CommunityPlaceVRML2.0等等。国际著名GIS软件ESRI的ArcView3DModel就是采用VRML来实现网络的三维浏览功能(HuangBoandLinHui,1999)。但是，由于VRML的一些严重的先天性缺陷，如要求的数据文件太大、缺乏数据库接口、效率很低、不支持三维编辑等，其在GIS领域特别是数码城市的进一步应用收到限制。另外，微软公司提供的ActiveX目前还只能运行于32位Windows系列操作系统上，但是它在运行速度上占有很大的优势。浏览三维虚

8、拟场景时，ActiveX控件自动下载到客户端，它只能运行在本公司提供的IE浏览器上。随着网络的发展，网络编程语言Java越来越受到关注，JavaApplet和Java3D一起可以实现嵌在Web页面上的动态的、时实的、交互性的三维虚拟场景。基于Java的WebGIS可以做到“一次编程，到处运行”。Java是一种“简单、面向对象、分布式、解释性的、健壮安全、体系结构中立、可移植、高性能、多线程和动态”的网络语言（淮永建和郝重阳，2