面向虚拟城市应用的空间数据库系统研究

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1、浙江大学硕士学位论文面向虚拟城市应用的空间数据库系统研究姓名：谭剑雄申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：鲍虎军;华炜20060601图表目录表2。1OracleSpatial元数据表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2．2sdoGeometry类型说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2—3SDOETYPE和SDOINTERPRETA，rIoN的具体含义表2—4sdoRaster类型说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．表2．5sdoRaster类型说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．表2—6数据库与

2、文件系统比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2—2场景根节点表SceneTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2—3视点表ⅥewpointTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。表2。4模型变换表rIhnsfonnTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．表2．5形体表ShapeTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2—6面片索引表IndexedFaceSetTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．表2—7节点父子关系表ParemChildrenTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．表2_8外部资源文件表MediaTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2—9

3、纹理表TextureTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．表2．10材质表MaterialTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2．11光源表Li曲tTab⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表2．12插值器表Imerpolator．I曲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．表2．13虚拟场景在数据库中的表结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图2．1系统整体架构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图2—2～个简单的VRML／)(3D场景⋯⋯．图2—3扩展的Appearance节点类图⋯⋯一图2—4用多个小场景构成一个大规模场景图3—1场景导入的时

4、序图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图3-2导入Shape节点到数据库的流程图图3—3AutoCAD图形数据内存结构图⋯⋯图3_4AutocAD的实体对象类图⋯⋯⋯⋯图3—5场景数据库的I，0性能测试⋯⋯⋯图3—6测试用的虚拟场景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图4—1KD树示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图4．2R树索引示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图4．3四叉树索引及PeaIlo编码⋯⋯⋯⋯图4—4两次检索的示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图4-5虚拟场景索引⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯墙侈加扒丝∞硝筋撕拍拍""勰勰凹凹如"斟"如勉弘”％强”们钉铊钙¨，图4—

5、6查询时间测试⋯⋯⋯⋯⋯图4．7不允许的节点重用方式⋯图4．8允许的节点重用方式⋯⋯图4．9冗余的nansform节点⋯．图4．10非冗余的TrallsforIll节点图4．11客户端缓存⋯⋯⋯⋯⋯．．图5。l中间件和客户端缓存⋯⋯图5．2B／S架构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯一朽％％％钾卯镐鹌摘要随着图形处理能力，计算机存储能力和网络带宽的不断提高，使得以大规模存储、计算机网络、多媒体和虚拟现实技术为基础的虚拟城市应用成为可能。实现虚拟城市应用的其中一个基本问题就是如何有效的存储、读取、检索和更新大规模的场

6、景数据，以及把虚拟场景和矢量地图、文字属性以及栅格数据进行统一管理。传统的虚拟场景数据以文件的形式存储，但是随着场景数据量的增大，基于文件系统的存储方式存在导入速度较慢，更新数据文件效率低下，以及难以检索局部场景的弱点。本文提出并实现了一个基于数据库系统(DBMs)的二、三维场景数据存储方案，兼容vI洲L／)(3D数据模型和矢量数据类型。目前的商用数据库系统基于关系模型建立，丽对于空间数据，关系模型难以表达，所以我们在实现时采用对象一关系模式，利用Oracle的面向对象扩展及其空间数据组件Omc

7、lespaIial作为系统的基础平台。使用OracleSpatial提供的sDOGEOMEⅡw数据类型处理二维矢量数据。根据VRMLⅨ3D标准，将场景图节点映射为数据库实体，将节点之间的层次关系映射为一个二元关系在数据库中进行存储。为了提高系统的可用性，我们开发了一些为数据库采集数据的程序接口，支持wRL文件、3Dma)(和AutocAD向数据库导入数据。经过测试，在从数据库系统读取大规模场景时，效率比从wⅪ，文件读取提高4~5倍。数据库系统的一大优势在于支持索引和查询，对于数字或者字符串类型的

8、字段采用B+树；对于空间索引，OracleSpatial为SDOGEOMETRY数据类型增加了四叉树和R树索引。针对虚拟城市场景具有地平面的特点，我们把虚拟场景的每个sh印e节点的包围盒朝x．z方向(即场景的“地平面”)投影，投影区域使用sDoGEOMEⅡW类型进行存储并和sh印e节点绑定在一起，以SDOGEOMEⅡW字段进行空间索引。关键字：空间数据库、VRML／x3D、Oraclesp撕al、大规模场景、对象．关系模式、空间索引。AbstractNo、ⅣadaysⅧtllme仃emendou