VRML在企业GIS中的三维管网应用初探

摘　要：

关键词：
　　GIS即地理信息系统（Geographic Information System）是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。
　　VRML（Virtual Reality Modeling Language）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景建模语言，支持数据和过程的三维表达。通过虚拟现实世界的建立，可以给人身临其境的感觉。
　　随着企业发展，企业对管理的要求越来越高。而地理资源作为企业生产、生活赖以生存的基础，无论是地籍、房产、管线、消防……，凡此种种，作为企业发展的动力源和能量流，对企业的可持续发展十分重要。借助GIS技术的科学、高效，GIS系统在企业管理中发挥了越来越大的作用。
　　长期以来，GIS应用系统主要采用二维地图的表现形式，尽管符合工程技术人员的工作习惯，但尚觉不够直观。随着技术的进步，三维虚拟现实技术开始应用在企业GIS中，通过三维场景的建立，交互功能的开发，使用者能够更为直观地观察企业外观现状，增强了可视性和交互性。伴随着使用的深入，企业管理者已经不满足于企业外观的可视化，眼光开始投向地下管网的三维应用。传统的二维地图模式尽管信息丰富，使用简便，但毕竟不如实地观察效果好。基于企业GIS管理的实际需要，我们通过VRML技术初步解决了企业地下管网生成及管理应用的一些技术问题。　　
　　一、管线数据生成
　　以往的虚拟现实场景建设，主要依托于三维建模软件建模，VRML后期编辑处理，最后生成可视化的三维场景。通过三维手工建模可以真实、快速地反应企业外观。但作为地下管线的处理，则显得力不从心。由于企业的管线信息多由测绘数据产生，而这些数据类型复杂、数量大，依靠建模人员逐一的区分再进行建模，显然无法满足场景建设的要求。往往周期长，准确性低，效果差。鉴于上述原因，通过读取管线信息，利用VRML语言直接生成管线就成为了最好的选择。
　　实际开发中，我们采取从二维数据库中导出成组管线坐标信息，通过VRML接口读入数据，直接生成管线的方法来实现。这样不仅提高了场景生成的效率，并且提高了管线模型的准确度，基本上真实反应了地下管线的现状。　　
　　二、管线数据浏览
　　生成的地下三维管线模型数据，导入场景中全部置于地表以下。由此引发一个问题，这些丰富的管线模型，如何展示？
　　通过对场景的数据的分析，我们采取对地面进行透明度控制的思路来实现地下管网浏览查看的功能。
　　在VRML中我们进行了如下设计：
　　需要通过地面差值器触发机制，通过函数设置激发时间，开始启动地面透明过程。
　　同时在VRML脚本中通过引入JavaScript脚本，生成控制函数，通过上述脚本的运行，在虚拟现实场景中即可方便地观察地下管线的现状了。　　
　　三、管线数据应用
　　通过可视化的手段，我们直观地看到了企业地下管网的现状。但这些管线模型是静止的，除了看到它们的走向和管径，还不能够满足信息管理的要求。只有让这些管线数据展示出它们全面的信息，它们的管理价值才能体现出来。基于这个考虑，我们在每段管线上增加了数据锚点，并增加了二维图形数据库接口，通过用户点击管线的操作即可查看指定管线的信息。　　
　　四、结语
　　在科技飞速发展的今天，虚拟现实技术作为一项发展中的，具有巨大潜力的技术正在越来越多地进入各个领域。而作为上世纪末产生的一项技术，依靠VRML的虚拟现实开发，正受到众多新兴三维引擎的强烈冲击。如何将虚拟现实技术更深入地应用，尤其在企业GIS这一专业领域更上层楼，将是我们未来努力的方向。　　　　
　　参考文献：　　
　　[1]《虚拟现实VRML程序设计》刘怡，张洪定，崔欣　编著/2007年01月/南开大学出版社。
　　[2]《 VRML虚拟现实网页设计》汪志达，叶伟?编著/2006年12月/清华大学出版社