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七台河市“信息惠民”工程实施方案-下册

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  • 上传时间:2017-08-22 08:40:55
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System,地理信息系统)的三维虚拟现实世界,并且能够在三维可视平台上集成GIS、CAD
(Computer Aided Design,计算机辅助设计,)、GPS(Global Position System, 全球定
位系统)以及移动设备技术,进行现实世界的城市信息管理与服务。
三维城市信息管理与服务平台集成CAD、GIS、虚拟仿真、测绘和遥感技术的综合应用。
利用城市测绘、GIS、RS等基础地理信息数据,通过三维可视化的交互方式,直观地展示
城市现状,以及进行虚拟规划后的未来城市状况。三维城市信息管理与服务平台在场景内
收集各种信息,完成场景构造、地物提取和构造算法。系统可以集成各种组件式工具,以
及产生交互运行环境等。三维城市信息管理与服务平台使用跨平台软件开发技术,针对同
一代码进行不同平台的编译工作,实现在不同平台上的应用。
5.3 需求分析
目前国内外进行三维可视化城市信息管理与服务的软件较多,国外比较著名的有ESRI
的3D Analyst、Skyline的TerrainExploer、MultiGen的Creator、Google的GoogleEarth
等,国内的有Supermap的IMAGIS、灵图的VRmap等,另外在国内外还有一些数据采集方式
并存,例如国内基于点云数据的立得空间。国外软件多数以配合GIS(地理信息系统)应
用为主,建模精密程度不足,国内软件追求精美渲染效果,但是缺乏有价值的GIS的应用,
偏离了三维可视化城市信息管理与服务的最终目标。七台河城市信息管理与服务平台在数
据方面可以满足城市信息管理的各种GIS需求,在建模精度方面兼容3DMAX等高端产品,同
时满足GIS和三维精度的要求,并且能够兼顾点云数据等各种格式既有数据的应用。
5.4 总体设计
空间数据框架建设与虚拟现实城市信息管理与服务平台的研究与开发涉及GIS、遥感、
CAD、虚拟仿真、测绘、信息管理等关键学科,与目前国家科学技术创新要求的“GIS 开发
平台及城市信息管理系统” 相符合。在从中央到地方的高科技术产业化重点中都站着举
足轻重的地位。作为全国”信息惠民”的试点城市,七台河市能够把握国家和省市的高科
技技术前沿要求,把信息惠民工程的技术水平提高一个台阶。七台河市城市空间数据框架
集中空间数据的存储管理和应用,在虚拟现实的基础上提供空间数据服务,使非测绘专业
人士能够清楚合理应用空间数据专业的成果,最终使之在不同领域发挥重要作用,对于七
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台河市各项市政工作的应用起到极大的推动作用。
5.4.1 目标确定及主要依据
七台河市空间数据框架和虚拟现实平台的技术先进性表现在:
1) 跨平台开发。本项目在.VS.NET集成开发环境下开发,使用VC.NET语言编写,基础
库使用wxWidgets,系统资源采用wxDesigner设计,同一代码指定不同的运行平台,
进行目标代码编译,目标代码在不同的操作系统中,均可以正常运行。
2) 支持多源数据。本项目能够处理DOM、DEM、DLG、DRG等4D数据,支持包括shp、mif、
dem、img、点云数据等三十几种国际国内通用的数据格式。
3) 支持多种投影系。本项目利用GADL进行数据坐标投影转换,支持坐标投影定义。
4) 开放的数据格式。本项目的底层数据通讯采用GML定义,并且完全参考国际OpenGIS
标准。
七台河市空间数据框架与虚拟现实信息管理与服务平台有以下创新:
1) 无缝集成GIS和三维建模。目前在GIS领域,关注的是地理相关的空间及属性信息,
并且多数采用二维平面交互,而忽略地物的三维直观形象。而传统的三维建模中
更多的关注实体的外观,而忽略了基础测绘、GIS等地理信息。三维城市信息管理
与服务平台以GIS的基础原理组织地物的定位信息,以三维建模展现地物外观形
象。
2) 创建三维空间,通过时间引擎,形成四维虚拟场景。
3) 使用OpenGL、OSG作为图形图像引擎,能够导出OSG场景作为场景交换文件。
4) 很强的兼容性,兼容点云数据、4D数据和各种三维静态与动态模型,为建设智慧
城市提供基础。
5) 开放性,七台河市空间数据框架和虚拟现实平台从数据到服务均采用开放性设计,
为信息惠民所需的大数据、云计算提供技术支持,减少建设过程中的重复建设现
象。
5.4.2 项目的主要内容
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七台河市信息惠民整体架构图由:网络层、数据支撑层、应用服务支撑层、业务处理
层、展现接入层以及业务与技术规范层组成。
展现接入层:处于系统的最上层,主要是为业务处理层的使用者提供多渠道的接入,
其中包括公共服务平台、“信息惠民”内部门户等。
业务处理层:包括面向业务的服务功能系统。业务服务功能系统集成了办公OA系统、
移动办公系统、档案管理系统、基础地理信息平台、业务办公系统、图纸资料电子报批系
统、应急指挥系统等。整合后的各系统作为业务服务功能系统的支撑,为业务服务系统提
供系统管理、配置、信息服务等支撑功能系统。
服务单元层:服务单元分为两类:基础服务单元层及业务服务单元。基础服务单元提
供一些通用的服务构件,如:CMS内容管理、邮件服务等;业务服务单元是从一些业务服
务中提炼的业务构建,如:信息订阅、邮件管理、资源下载等。服务单元是一些独立的构
件,通过上层业务系统的组装,构建一个业务(管理)服务系统。
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应用服务支撑层位于业务处理层之下,它实现政府部门通用的基础功能服务,如数据
交换平台、通知网关、审批流引擎、CA认证等,提供业务处理层的系统访问。所有应用服
务均以服务单元和组件方式实现,并提供Web Service接口,以便为所有的上层系统调用,
提高了系统的可重用性。通过增加服务单元,就能够在不改变原有平台架构的前提下升级
和扩展原有功能。
数据支撑层:是沉淀、积累和管理主题数据的地方。在“信息惠民”的建设中,我们
将通过服务单元层的数据收集等功能,从业务管理系统和外部系统中收集各种业务的数
据,并将数据围绕业务主题组织成主题数据库。主题数据库的基本特征包括:数据是面向
业务主题进行组织的;多系统共享数据;数据库由基本表组成。将数据组织成主题数据库
后,与业务的联系更紧密,不但可以为数据分析和新建设业务系统提供数据支持,而且可
以结合业务系统和CA认证,并将为一站式服务提供数据支持。
网络平台:由内部网络、硬件设备、INTERNET出口、安全设施、配套系统软件等组成。
业务与技术规范层:贯穿整个平台,规范系统开发、提高系统的可扩展性、保证系统
的兼容性。
在上面的架构图中我们可以发现服务单元层是应用的基础,为上层提供构件来组装服
务系统。下面简要介绍一下服务单元的工作原理。下图是服务单元图:
一个服务单元构件是放在一个服务单元容器中,容器对外提供一些公共服务接口。应
用系统通过输入数据及服务单元容器对外的接口实现对外服务功能,也即是说应用服务系
统使用服务单元非常简便,通过把应用服务系统获取的业务、操作数据同服务单元绑定,
即可实现对外的业务服务或对内系统支撑管理服务。
其中虚拟现实系统集成虚拟现实、GIS、GPS、RS等学科,包括城市基础信息管理与服
务。系统在技术内容上包括五个部分:基础平台、数据建设、数据管理、行业应用和数据
一体化。基础平台包括数据的展示、4D数据融合等;数据建设包括内容为各种普通测绘和
GIS数据到虚拟现实建模过程的建设;行业应用在基础平台的基础上进行一些常见行业应
用的开发;数据一体化是把CASS等测绘的矢量数据采用分层的方式管理进行直接导入,充
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分体现数字化城市数据流程的整体协调性。这四个部分在部署时候分属两个部分:前台展
示和后台数据建设。
图2-1
系统组成框图
基础平台包括:
1)全球视图浏览方式,以拼图方式采用大地坐标投影,创建全球浏览视图,并创建相关
场景的地理位置热点。
2)场景浏览方式,在以场景为单位进行不同城市或者地区的浏览,支持所有坐标投影,
并定位地球位置热点。
3)高程数据设置,可以采用DEM或者TIN设置高程。
4)高程细节增强算法(LOD),设计支持Roettger、TopoVista、McNally、Demeter、
BeyerQrud、自定义等算法。
5)地表纹理处理,支持单一纹理、高程渲染、平铺等纹理。
6)场景照明设置。
7)植被数据处理与显示。
8)道路数据处理与显示。
9)建筑物数据处理与显示。
10) 地物投影处理与显示。
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