地理信息系统的可视化与虚拟现实.pptx

它的出现彻底改变了用户和系统的交 互方式，创造了一种完全的、令人信服的幻 想式环境，人们不但可以进入计算机所产生 的虚拟世界，而且可以通过视觉、听觉、触 觉，甚至嗅觉和味觉多维地与该世界沟通。
这是一种具有巨大意义和潜力的技术， 正在迅速的发展之中。
2、VR硬件：
VR的硬件目前并不定形，主要有以下几种
(1)图像生成器：
它的作用是快速进行图形运算；
(2)操纵和控制设备：
①实现位置跟踪和控制的鼠标器，跟踪球和游戏杆； ②数据手套，其手指部分装有传感器； ③数据紧身衣； ④最新的操纵是通过眼睛和思维操纵，这是通过测定神经系统 的微小电 流来操作的；
(3)位置跟踪装置：
①机械盔甲：提供快速准确的跟踪； ②超声波传感器； ③光学位置跟踪器； ④惯性跟踪器；
3、表示方法
1）利用传统的地图符号和颜色等表示方法，如运动线表示气流、行军等路线。 2）采用定义了动态视觉变量的动态符号来表示
用闪烁、跳跃、色度、亮度变化等手段反映运动中物的矢量、数量、空间和时 间变化特征。 3）采用连续快照方法作多幅或一组地图。这是采用一系列状态对应的地图来表现时空 变化的状态。 4）地图动画
(4)立体Leabharlann 见装置：采用偏光眼镜或屏幕分割或立体镜产生图像的左右视差等手段来产生立体。
(5)头盔：产生立体图像或二维地图。
3、VR的硬件级别
1）．初级VR是以PC机或低档工作站为硬件基础；
2）．基本VR是在初级VR上，增加立体观察器，3D或6D鼠标或游 戏杆和数据手套等；
3）．高级3D是在上述基础上增加图像加速器，帧缓存等，对于PC 机则是必须增加3D加速卡和3D音卡；
电子地图（集）是一种新型的、内容广泛的GIS产品，而电子地图（集） 系统则是一些内容广泛、功能各异的新型GIS系统。
五、动态地图
1、概念：
动态地图是能集中、形象地表示空间信息的 时空变化状态和过程的电子地图。它的产生和发展是 时空GIS的发展的必要基础和前提。
2、特征和作用：
可以直观而又逼真地显示地理实体运动变化的规律和特点。
虚拟现实技术：又称灵镜技术。是指通过数字头盔、数据手套、 数字外衣，以及三维立体显示器、三维鼠标、立体声耳机等使人能 完全沉浸计算机生成创造的一种特殊三维图形环境，并且人可以操 作三维图形环境，实现特殊的目的。
虚拟现实技术是计算机硬件、软件、传感、人工智能、心理学 及地理科学发展的结晶。它是通过计算机生成一个逼真的环境世界， 人可以与此虚拟的现实环境进行交互的技术。
六、虚拟现实技术
1、概念：
虚拟现实（Virtual Reality）是一种最有效地模拟人在自然环 境中视、听、动等行为的高级人机交互技术，是当代信息技术高速发 展和集成的产物。
本质上，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口或人机交互 界面，是物理现实的仿真。通过计算机建立一种仿真数字环境，将数 据转换成图像、声音和触摸感受，利用多种传感设备使用户“投入” 到该环境中，用户可以如同在真实世界那样“处理”计算机系统所产 生的虚拟物体。
2）电子地图集
是为了一定用途，采用统一、互补的制作方法系统汇集的若干电子地 图，这些地图具有内在的统一性，互相联系，互相补充，互相加强。
2、电子地图与GIS的区别：
电子地图包含了GIS的主要功能，但不是全部功能。侧重于可见实体的 显示，其中较完善的空间信息可视化功能和地图量算功能是一般GIS所欠缺 的。但是相对而言, 一些电子地图(集) 难予使其可视子空间均具有统一的 空间数学基础, 因而空间分析相对GIS薄弱，这也是两者的分水岭。
2、多媒体地学信息
综合、形象地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图 形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是 空间信息可视化的重要形式。
3、三维仿真地图
4、虚拟现实
它是由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级人机交互 系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们 有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。
地理信息系统的可视化与 虚拟现实
一、基本概念
1、可视化：
可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术，它的过程 是一种转换，它的目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，从而 全面且本质地把握住地理空间信息的基本特征，便于最迅速、形象地传 递和接收它们。
2、科学计算可视化
是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的 数据及计算结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、 方法和技术。
3、空间信息的可视化
是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、 处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像， 并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的 理论、方法和技术。
空间数据库
处理
二、空间信息可视化的形式
1、地图：
硬拷贝：纸质或其它介质地图； 软拷贝：屏幕上的电子地图。
三、空间数据可视化的过程
① 从GIS数据库
②
中检索出的要素、
预
特征及定位信息
处
理
从符号库读 取符号信息
色彩库 色彩信息
③ 符号化
④ 地图输出
从字符库读取 汉字及字符信 息
四、电子地图
1、概念：
1）电子地图
是以地图数据库为基础，以数字形式存储于计算机外存储器上，并能 在屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”、“瞬时地图”。
4）．沉浸式VR，其中必须增加沉浸显示装置，如多个大型投影式 显示器，还可以增加触觉、力感和接触反馈等交互设备。
5）．驾驶舱仿真器：这是一个封闭式的虚拟环境，设备个人化并 较为昂贵；
6．DIVE（Distributed Interactive Virtual Environment）分布式交 互虚拟环境，这是一个Internet上开发基于多个网络用户的虚 拟环境、其用户界面及地域广阔，用户众多，分布式交互， 共享性高；基于其享式或3D综合环境等应用系统上的实验平 台，这完全称得上是一个小型的世界；
7．SIMNET和作战仿真互联网（Defense Simulation Internet） 是目前世界上最大的VR项目，目的是使不同的仿真器可在网 络上互联，用于部队的联合训练和演习，即位于德国的坦克 仿真器可与位于美国的坦克仿真器一起联合进行军事演习。