基于特征的面向对象虚拟GIS数据模型及其应用研究

论文摘要

本文针对虚拟GIS的最基本技术问题之一——虚拟GIS数据模型展开讨论,在分析前人相关研究基础上,剖析虚拟GIS数据特点,使用基于特征的建模技术对虚拟GIS中的数据模型问题进行了一系列初步研究,并取得一定进展。文章首先对虚拟现实和GIS系统集成理论进行了详细的研究,然后根据当前虚拟GIS数据模型的研究进展,使用基于特征的建模技术建立了基于特征的虚拟GIS概念模型。在基于特征的虚拟GIS概念模型基础上,应用面向对象的思想,设计了基于特征的面向对象虚拟GIS数据模型（FOVGISDM）,并系统分析了该模型的结构、各成分定义以及相互间的关系等问题。为实现FOVGISDM的逻辑表达,文章利用Oracle对象-关系型数据库管理模式设计并实现了基于特征的面向对象虚拟GIS数据库管理,同时,系统阐述了基于特征的虚拟GIS数据库设计基本步骤,依次详细介绍了各个设计阶段应注意的具体内容。最后,文章在基于特征的面向对象虚拟GIS数据库基础上,整合虚拟视景仿真和GIS技术,构建了基于Client/Server层次结构的分布式虚拟GIS原型系统。另外,本文还详细叙述了原型系统特征建模过程、步骤以及关键技术。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 虚拟GIS 研究背景
• 1.1.1 虚拟现实技术及其发展现状
• 1.1.2 多维地理信息系统发展简介
• 1.1.3 可视化技术研究进展
• 1.2 虚拟GIS 研究现状和存在问题
• 1.2.1 虚拟GIS 的研究现状
• 1.2.2 虚拟GIS 研究存在的问题
• 1.3 论文研究的意义和目的
• 1.4 论文的思路和内容安排
• 1.4.1 论文的思路
• 1.4.2 论文的主要内容章节安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 虚拟GIS 系统集成理论研究
• 2.1 虚拟现实与GIS 系统集成的原因
• 2.1.1 虚拟现实和GIS 系统集成的可能性
• 2.1.2 虚拟现实和GIS 系统集成研究的必要性
• 2.2 虚拟现实和GIS 系统集成的概念和方法
• 2.2.1 系统集成的概念
• 2.2.2 虚拟现实和GIS 系统集成的结构框架
• 2.3 虚拟现实和GIS 系统集成的阶段划分及分析
• 2.3.1 阶段划分
• 2.3.2 现状分析
• 2.4 当前虚拟现实和GIS 系统集成存在的关键问题
• 2.4.1 数据问题
• 2.4.2 虚拟景观技术
• 2.4.3 网络化问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于特征的虚拟GIS 概念模型设计
• 3.1 基本概念和理论
• 3.1.1 模型的基本概念和特征
• 3.1.2 数据模型与数据结构
• 3.1.3 空间数据模型与空间数据结构
• 3.2 虚拟GIS 数据模型研究进展分析
• 3.2.1 GIS 数据模型的发展现状
• 3.2.2 虚拟GIS 数据模型研究现状
• 3.2.3 现有虚拟GIS 系统采用数据模型的不足
• 3.3 基于特征的建模技术
• 3.3.1 特征建模技术在GIS 领域的应用
• 3.3.2 特征建模技术在计算机图形学领域的应用
• 3.4 基于特征的虚拟GIS 概念模型
• 3.4.1 概念模型
• 3.4.2 设计虚拟GIS 数据模型应考虑的问题
• 3.4.3 概念模型中特征的定义
• 3.4.4 基于特征的虚拟GIS 概念模型框架
• 3.4.5 基于特征的虚拟GIS 概念模型的结构化形式描述
• 3.4.6 与其它数据模型的比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于特征的面向对象虚拟GIS 数据模型
• 4.1 面向对象方法应用概述
• 4.1.1 面向对象设计思想的引入
• 4.1.2 面向对象方法的基本概念
• 4.1.3 面向对象方法的数据抽象技术和抽象工具
• 4.1.4 基于特征与面向对象方法的区别与联系
• 4.2 基于特征的面向对象虚拟GIS 数据模型
• 4.2.1 对象的划分
• 4.2.2 FOVGISDM 中特征的表达
• 4.2.3 特征分类
• 4.2.4 特征对象的构成
• 4.2.5 特征语义对象
• 4.2.6 特征几何对象
• 4.2.7 语义对象和几何对象的关系
• 4.2.8 FOVGISDM 的地理特征类图
• 4.2.9 建筑物特征对象模型示例
• 4.3 FOVGISDM 中特征关系分析
• 4.3.1 特征关系及其分类
• 4.3.2 特征对象几何关系分析
• 4.3.3 特征对象语义关系分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于特征的面向对象虚拟GIS 数据库系统
• 5.1 数据库管理系统概述
• 5.1.1 面向对象的数据库系统
• 5.1.2 对象—关系型数据库管理系统
• 5.1.3 特征数据的管理和组织
• 5.1.4 Oracle 9i 对象-关系型数据库
• 5.2 数据库的设计原则
• 5.2.1 数据库建设的原则
• 5.2.2 数据库的命名规则
• 5.3 基于特征的虚拟GIS 数据库设计
• 5.3.1 数据库设计方法简述
• 5.3.2 数据库设计的一般步骤
• 5.3.3 基于特征的虚拟GIS 数据库设计的基本步骤总述
• 5.3.4 用户需求调研分析
• 5.3.5 基于特征的虚拟GIS 数据库概念设计
• 5.3.6 基于特征的虚拟GIS 数据的逻辑组织
• 5.3.7 数据库物理结构设计
• 5.4 虚拟城市场景的数据库设计及实现示例
• 5.4.1 城市虚拟场景特征语义树的构建
• 5.4.2 数据的逻辑组织
• 5.4.3 物理结构的实现
• 5.5 本章小结
• 第六章 基于FOVGISDM 的虚拟GIS 原型系统
• 6.1 系统总体设计
• 6.1.1 系统设计思路
• 6.1.2 系统结构体系
• 6.1.3 原型系统的开发思路
• 6.2 虚拟GIS 原型系统的特征建模
• 6.2.1 虚拟地理环境的建模技术
• 6.2.2 虚拟GIS 原型系统的特征建模过程
• 6.2.3 数据准备
• 6.2.4 特征实体建模
• 6.2.5 特征模型集成
• 6.3 原型系统与数据库间的接口设计
• 6.3.1 数据库访问接口技术
• 6.3.2 模型数据入库
• 6.3.3 模型数据的导出
• 6.4 原型系统功能模块实现
• 6.4.1 系统虚拟场景驱动的基本流程
• 6.4.2 三维场景加载模块
• 6.4.3 屏幕显示模块
• 6.4.4 场景设定
• 6.4.5 场景交互运动方式的选择模块
• 6.4.6 自动漫游模块
• 6.4.7 空间查询
• 6.4.8 原型系统的特点综述
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 论文创新点
• 7.3 前景展望
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及其他成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT