浅谈地理实验室建模方法

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1、浅谈地理实验室建模方法　　本论文是黑龙江省教育厅十二五课题《基于vrml的虚拟实验室研究（9388）》的成果部分，课题组成员为：梁海、吴国文、田志德、周亚林、张海波。　　摘要：本文简要的介绍了有关地理数据的可视化处理方法，主要介绍通过vrml实现地理数据的可视化处理的方法，以及通过vrml实现虚拟地理实验室的主要途径，介绍了几款用于虚拟地理实验室建模工具软件。　　关键词：vrml地理模型可视化　　地理模型的建立，是一个从定性到定量的综合集成过程，建立地理模型，不但需要基本地理知识和地理学有关理论的支撑，而且还需要借鉴和运用其他相关学科的理论方法好技术，特别是数理方法和计算机

2、应用技术。　　本文主要从地理数据的可视化方面，从计算机实现方面进行简要的介绍。目前，地理数据的可视化，建立三维模型的软件众多。在静态效果制作方面比较著名的三维建模工具有Autodesk公司的AutoCAD、Discreet公司的3dsMax；在影视动画的制作方面有Alias公司的MAYA；在虚拟仿真方面有SiliconGraphics（sGI）公司的OpenGL、MultigenParadigm公司的Multigen4Creator；在GIS方面有名的软件有ESRI公司的ArcScene，国内武汉适普公司的IMAGIS、北京灵图公司的VRMap；在上述各种类型的软件中，要本

3、着操作性好、适用性高、通用性强、功能性全等原则选择一种最好的方式建立场景模型。由于本文重点在于建立一个可靠的三维场景、用于漫游浏览、进而向实现GIS功能转化，因此，对建模软件的选择也应基于上述几点全面考虑。AutoCAD、3dsMax和MAYA虽然是效果制作和动画领域的主流，但模型过于复杂是它们用来直接实现虚拟漫游建模的瓶颈；OpenGL是三维图形的标准，用作三维建模需要从底层开发做起，工作量大、开发周期长是目前应用上的最大障碍；ArcScene在三维模块方面还不太成熟；IMAGIS和VILMap在国内刚刚起步，建模功能还不够完善，与主流建模工具存在不小差距，浏览大场景效率

4、不高且实现的GIS功能也非常有限。　　要使建立的场景能顺利地完成驱动漫游，高效的模型数据结构是实现这一功能的关键之一。除此之外，缩减多边形面数也是实施仿真的必要环节。面数越少，意味着在实时的视景仿真中，计算机所要处理的信息量就越少，这将会有力地减轻计算机在仿真时计算的负担，从而减少计算机渲染图形所要的时间，提高帧率，有利于画面的连续性。所以，并非所有的建模软件都能够很好地用于动态仿真。　　以3dsMax为例，它的模型数摄采用单层模型，是平面形式的，而非仿真漫游顺序的树状索引格式，所以他用作仿真环境不能有效地组织各数据节点，从而限制了实时绘制画面的帧率。此外，3dsMax制作

5、出来的一张效果图模型往往存在几万甚至几十万个面，单是静态渲染就已经是一项非常耗时的工作了，况且它对硬件的要求也是非常的高，所以用它来建立实验室模型也不是最合适的。4　　通过上述对备主流建模软件功能的分析与综合比较，笔者认为vrml能有效组织模型结果、减少模型数量，最适会用于地理实验室的建模工作。但是，考虑到场景中存在部分复杂物体，所以地理实验室以vrml软件建模为主，同时用3dsMax等作为辅助工具，极大限度地提高建模效率。　　VRML（VirtualRealityModelingLanguage）即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场

6、景建模语言，也具有平台无关性。是目前Internet上基于WWW的三维互动网站制作的主流语言。本质上是一种面向web，面向对象的三维造型语言，而且它是一种解释性语言。VRML的对象称为结点，子结点的集合可以构成复杂的景物。结点可以通过实例得到复用，对它们赋以名字，进行定义后，即可建立动态的VR（虚拟世界）。　　VRML中的动画是通过路由和事件来实现的。为了使虚拟空间具有动感，构造指令可以包含绑定指令，绑定指令描述如何将节点绑定在一起。VRML绑定包括：绑定在一起的节点和在节点之间绑定的路由或者叫做路径。绑定两个节点之后，第一个节点通过这样的路径传送给第二个节点的信息叫作事件

7、。事件包含一个值。当一个节点接收到一个事件时，它将根据节点的特征开始动画或者其它事情。通过绑定多个节点，用户可以创建许多路由，从而使空间更加具有动感。　　VRML中的自身交互可以做到什么程度　　如果要使你的空间具有交互性，你可以给一个造型附带一个传感器，该传感器使用一个定点设备来感知观察者的动作。当观察者点击到一个附带有传感器的造型时，传感器就输出一个事件，这个事件就被路由到其它的节点来开始一个动画。4　　TouchSensor是一种用来检测观察者的接触和将事件输出的传感器。这些输出描述了在何时、何地，观察者接触到