三维电子地图的设计与实现毕业设计中英文对照资料外文翻译文献.docx

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三维电子地图的设计与实现毕业设计中英文对照资料外文翻译文献

中英文对照资料外文翻译文献

基于WebGIS的校园三维电子地图的设计与实现

一．导言

如今，数字化和信息化是当今时代的主题。

随着信息革命和计算机科学的发展，计算机技术已经渗透到科学的各个领域，并引起了许多革命性的变化，在这些科目，古代制图学也不例外。

随着技术和文化的不断进步，地图变化的形式和内容也随之更新。

在计算机图形学中，地理信息系统（GIS）不断应用到Web，制作和演示的传统方式经历了巨大的变化，由于先进的信息技术的发展，地图的应用已经大大延长。

在这些情况下，绘图将面临广阔的发展前景。

电子地图是随之应运而生的产品之一。

随着计算机技术，计算机图形学理论，遥感技术，航空摄影测量技术和其他相关技术的飞速发展。

用户需要的三维可视化，动态的交互性和展示自己的各种地理相关的数据处理和分析，如此多的关注应支付的研究三维地图。

东北石油大学及其周边地区的基础上本文设计并建立三维电子地图。

二．系统设计

基于WebGIS的校园三维电子地图系统的具有普通地图的一般特性。

通过按键盘上的箭头键（上，下，左，右），可以使地图向相应的方向移动。

通过拖动鼠标，可以查看感兴趣的任何一个地方。

使用鼠标滚轮，可以控制地图的大小，根据用户的需求来查看不同缩放级别的地图。

在地图的左下角会显示当前鼠标的坐标。

在一个div层，我们描绘了一个新建筑物的热点，这层可以根据不同的地图图层的显示，它也可以自动调整。

通过点击热点，它可以显示热点的具体信息。

也可以输入到查询的信息，根据自己的需要，并得到一些相关的信息。

此外，通过点击鼠标，人们可以选择检查的三维地图和卫星地图。

主要功能包括：

•用户信息管理：

检查用户名和密码，根据权限设置级别的认证，允许不同权限的用户通过互联网登录系统。

•位置信息查询：

系统可以为用户提供模糊查询和快速定位。

•地图管理：

实现加载地图，地图查询，图层管理，以及其他常见的操作，例如距离测量和地图放大，缩小，鹰眼，标签，印刷等等。

•漫游地图：

使用向上和向下键漫游的任何区域的地图，或拖动和拖放直接。

三．系统开发过程

首先，我们收集了包含建筑外观的信息，并对道路设计了树的形状。

然后，我们建立的三维场景与3DSMAX的软件。

通过这种方式我们渲染场景，并实现高清晰度的地图之后，我们用切割图形程序将地图切割成小图片，最后我们建立HTML页面，它可以异步加载地图，并实现了电子地图的功能。

该系统开发的流程图将图1所示。

图1系统开发流程图

传统的地图在设计时对数学规律、地图符号和制图综合都有严格的要求。

网络景观电子地图的制作也有它自己的技术标准，这是优于传统地图的。

三维电子地图有不同缩放级别；因此，它并不需要严格的规模，但需要统一的生产标准。

地图符号通常尽可能地模仿真实世界，并尽可能的简单化。

屏幕的范围远远大于纸质地图的固定视觉。

制图概括重视抽象模型和实际的性能结果之间的平衡。

作为数据采集和管理，如引进用户索取地图信息是数据采集的最后结果。

一开始，我们收集所需的数据，包括名称、地址、介绍和建筑物的数码照片，并准备后续的三维建模。

收集的数据后，我们应该注意存档和备份文件，以防丢失的文件。

为了生成地图，配制好的标准场景设计是必要的。

我们设置的参数包括：

垫、灯、海拔高度、渲染效果等等，以确保我们努力的成果最后具有均匀的效果。

空间实体的表现通常以点、线、面的形式显示在三维电子地图。

与矢量图形相比，网格图形具有无可比拟的优势。

网格图形和WebGIS的背景出版技术的组合，可以提高系统的响应速度和节省系统的输入。

系统通过JavaScript语言实现了地图的交互。

各种浏览器支持的脚本语言的支持存在差异，所以在不同的浏览器测试地图的各个功能是不可缺少的步骤。

四．关键技术

三维电子地图的发展与相关领域的发展分不开的，并且借鉴了其他领域的的研究方法，技术和工具。

而其其他领域的研究直接应用到了三维电子地图的开发和建设，计算机图形学，三维GIS，虚拟现实和地理数据基础，虚拟场景的建模，并因此成为三维电子地图系统的技术支持。

校园三维电子地图系统是基于WebGIS技术的一个标准的软件技术，这意味着没有任何商业软件的支持。

本系统的开发利用常见的现有技术包括JavaScript技术，Ajax技术，XML技术等等。

Ajax是一种开源的技术，它是一个将多种技术混合在一起，包括文档对象的网页显示，层次结构的DOM文档对象模型和用来定义风格元素的CSS，和数据交换格式的XML或JSON，实现和XMLHttpRequest异步服务器请求的JavaScript客户端脚本语言。

Ajax的利用非同步的交互技术，这意味着没有必要刷新全部的页面，因此，它减轻了用户的等待时间。

这就是它为什么会更容易被大众所接受的原因。

EXT是用JavaScript编写的优秀Ajax开源框架；它与后端技术无关，可以用来开发一个华丽的外观富客户端应用程序。

该系统使EXT结合JSP实现的其页面电子地图功能。

该系统结合了EXT原型框架，创造一个丰富的客户端和高度交互的Web应用程序，有效地实现富客户端的应用程序，并可以在一个安全控制的方式管理客户端的安全。

JavaScript是系统在设计和实施过程中的原理技术。

它允许仅在客户机上，就可以完成各种各样的任务，不需要网络服务器的参与，用于支持分布式计算和处理，因此减少了不必要的资源浪费。

JavaScript既不允许访问本地硬盘，也不能数据将数据到服务器，更不用说修改和删除网络文件。

浏览网页信息并实现动态交互的唯一方式是通过浏览器，它可以有效地防范数据丢失，从而是系统达到了较高的安全系数。

JavaScript可被用来根据不同用户定制浏览器，更加人性化设计的网页，更容易为用户掌握的方法。

JavaScript技术是指通过小块的方法来实现编程。

正如其他脚本语言，JavaScript是一种解释型语言，它提供了一个方便的开发环境。

在系统中，我们利用JavaScript脚本语言实现的关键功能，如加载地图，缩放地图，地理位置，以及其他相关的辅助功能，如地图图标显示，测距，鹰眼，标签。

Oracle数据库后台管理中所用的数据满足需要，JSP，XML和HTML一起实现用户的身份验证以及添加，删除，修改，查询信息等等。

该系统的主要功能是通过实现WebGIS技术在浏览器中显示三维电子地图。

由于JavaScript技术和WebGIS开发模型的组合，我们可以降低系统的成本，同时提高互操作性和系统性能。

由于AJAX技术的应用，我们可以在加载动态地图时得到进一步改进。

所有我们使用的技术将减少反应时间，这将对用户留下一个快速和有效的印象。

五．系统实现

A．创建三维场景和地图的场景渲染。

基于WebGIS的校园三维电子地图，是一个以东北石油大学为原型的电子地图系统。

为了实现这个系统，我们需要完成三维场景和场景渲染地图的制作，所以我们选择了操作简单而灵活的3DMAX模型。

给出了电子地图的需要，三维模型应该是微妙的变化。

由于东北石油大学太多复杂的建筑物，三维度模型的构建将占用大量的时间。

要完成三维场景我们应该先准备好来渲染场景。

其实网格图像三维电子地图是固定的角度来看旋转眼栅格地图。

空间三维实体建模后，选择合适的渲染方法，使固定摄像机角度定位在渲染（通常在45度角），然后渲染输出的参数设置，使它们进入相机从固定的角度大小的图片。

B．加载地图

在Web中，主要通过div层表现，有三层显示地图。

一层是用来作为一个窗口载体地图，该层的大小是一样大的地图，我们通常看到的通过浏览器（以下简称为窗口层）。

另一层是用来遵循（称为移动图层）的鼠标拖动移动一层。

另一个层是移动的层，用于跟随鼠标的拖动（以下简称为移动层）的，其他是介乎在窗口层和移动层的被覆层。

由用户操作在地图窗口是由上述的三层，地图的基本操作是通过设置在不同的图层功能实现。

当加载地图，我们使用栅格数据，即我们通常所说的图像数据。

栅格数据包括图像数据，二维地图和三维模拟的电子地图。

这个系统中的栅格数据是三维模拟的电子地图。

抽象的二维地图使一些普通用户很难了解他们需要的信息，但三维模拟的地图模拟真实世界的信息准确，因此用户可以轻松地看到真实的世界。

这个系统主要显示地图图片，当您查看或拖动地图，它就像一张完整的地图图片的当前窗口，但事实上的小图片拼凑而成。

这些小图片是通过特定的切图程序将完整地图切割而成；所有的图片卡的大小都相同，并有固定的命名规则，所以地图是速度更快和更容易地加载。

有完整的地图绘制的方法很多，系统使用方形板的方法将地图切割到256像素*256像素的地图，然后写基于命名规则脚本完成图片加载。

C．地图的基本功能

拖动，缩放，平移地图的基本功能，也是不同于一个简单的地图图像的重要特征。

以下是一个简要说明的实现方法。

要实现拖动，第一件事就是设置鼠标事件功能。

这些事件包括按下鼠标和松开鼠标左键。

因此，两种功能的组合可以完成地图导航。

鼠标按下事件主要是用来记录拖动的状态以及目前的位置，当鼠标功能将捕获的拖动完成状态，然后使用地图显示功能加载地图。

实现缩放的功能如下过程：

•放大和适当的比例值，需要放大的增益比前值。

•计算地图放大后中心的坐标。

公式：

（point.x/oldpercent）*newpercent。

•修改图标层中的数据（图标层逻辑操作CMAP“_Base.js”）。

•删除当前地图的图层，并强制内存回收。

•加载所需的地图文件。

与这些基本的功能，用户可以观察整个校园简洁清晰地建筑物。

地图分为五个缩放级别，用户可以放大出来要查看更多的建筑物，也可以放大以检查建筑细节。

D．其他实用功能

1）突出显示以及弹出提示框

对于一些热点建筑物的查询，我们使用JSON数据创建一个div图层，填充颜色，然后设置为半透明，当鼠标移动到图层，该区域将突出选择。

当鼠标点击突出显示的区域，会弹出一个小窗口，显示了建筑的细节。

以一个体育场为例，当鼠标不在体育场，建筑没有什么变化，但在体育场上空，移动鼠标时，建筑物的轮廓显示。

当点击的亮点体育场，体育场将弹出的一些基本信息，如体育场办公室的电话，详细地址，基本轮廓。

2）范围

经度和纬度与校园电子地图坐标之间的相互转换，我们可以先变换校园电子地图坐标的经度和纬度坐标，然后通过计算两个点之间的距离的纬度和经度坐标，这种方法是简单和精确。

3）标签显示和隐藏

为了提示一些关键的地方（如公共交通站、路牌），图中使用中其标签进行标记的新图层，很方便的为用户认识到特定的位置，但标记信息将影响显示整个场景，因此，用户可以选择在需要的时候显示标签。

4）实时坐标和鹰眼

通过位于电子地图的右下方角落的鹰眼地图，用户可以大致了解他们在那里的校园。

拖动绿色方块中的鹰眼地图可以快速定位到您想要的位置。

左下角区域实时显示系统中的鼠标光标的坐标值。

5）查询定位功能

最后设计的系统很容易操作，它提供了快速导航到主页。

如果您选择某些类型的建筑物，它将在右边列出所有类似的结构的建筑物。

点击建筑物名称，可以快速的找到相应的位置和显示信息相关建筑。

查询数据保存在Oracle关系数据库中，而定位的坐标值从JSON文件获取。

通过相同的字段名称实现本地化询问整合连接查询和本地化。

当来模糊查询，在查询框中输入关键字，所有相关信息将被显示。

您还可以输入精确的查询，找到相应的建设，以了解它的确切名称。

六．结论

基于WebGIS的校园三维电子地图结合简单的二维电子地图与现实，丰富和直观的三维虚拟场景。

使用JavaScript技术的地图系统，XML技术，Oracle数据库等技术实现信息的传输和交互操作。

系统本身是跨平台的B／S模式，页面友好，安全，易于维护和允许一个更广泛的用户动态地访问和操作简单。

TheDesignandImplementationof3DElectronicMapofCampusBasedonWEBGIS

I.INTRODUCTION

Nowadays,digitalizationandinformatizationarethethemeofourtimes.Withthedevelopmentofinformationrevolutionandcomputerscience,computertechnologyhaspenetratedintoallfieldsofscienceandcausedmanyrevolutionarychangesinthesesubjects,theancientcartographyalsocan'tescape.Withthetechnicalandculturalconstantlyprogress,theformandthecontentofthemapchangeandupdateaswell.Asthecomputergraphics,geographicinformationsystems（GIS）constantlyappliedtotheWeb,theconventionalwayoffabricationanddemonstrationhassufferedgreatchange,andtheapplicationoftheMaphasextendeddramaticallyowingtothedevelopmentofadvancedinformationtechnology.Underthesecircumstances,cartographywillbefacedwithpromisingprospect.Ithasbranchedoutintomanynewproducts.Oneoftheproductscomeintobeingisthee-map[1].Withtherapiddevelopmentofthecomputertechnology,computergraphicstheory,remotesensingtechnology,photogrammetrictechnologyandotherrelatedtechnology.Usersrequirehandlingandanalysisofthree-dimensionvisualization,dynamicinteractivityandshowtheirvariousgeo-relateddata,somuchattentionshouldbepaidtotheresearchofthreedimensionalmaps.ThisarticlebasedontheNortheastPetroleumUniversityanditssurroundingsdesignsandcreatesthethree-dimensionalelectronicmap.

II.FUNCTIONDESIGN

Three-dimensionalelectronicmapsystemofcampusbasedonWEBGIShasgeneralcharacteristicsofthecommonmaps.Throughpressingthearrowkeys（Up,Down,Left,AndRight）onthekeyboard,onecanmakethemapmovetowardsthecorrespondingdirectionoftranslation.Throughdraggingmouse,onecanseewhereverhelikes.Usingthemousewheel,youcancontrolamap'smagnitude,accordingtotheuser'sneedstoviewdifferentlevelsofmap.Thelowerleftofthemapwherewilldisplaythecurrentcoordinateofthemouseonthemap.Inadivlayer,wedepictahotspotofnewbuildings,thislayercanbedisplayedaccordingtothedifferentmaplayers,italsocanautomaticallyscale.Byclickingonhotspots,itcanshowthehotspot'sspecificinformation.Onecanalsotypeintothequeryinformationbasedonhisneed,andgetsomerelevantinformation.Inaddition,onecanchoosetocheckthethreedimensionalmapsandsatellitemapsthroughclickingthemouse.

Majorfunctions:

•Userinformationmanagement:

Checktheusernameandpassword,setlevelcertificationdependingonthepermissions,allowusersofdifferentpermissionstologinthesystemviatheInternet.

•TheinquiryofLocationinformation:

Systemcanprovideuserswithfuzzyinquiresandquicklocation.

•Mapmanagement:

Implementloadingmaps,mapinquires,layermanagement,andothercommonoperationssuchasdistancemeasurement,andmapszoom,eagleeye,labels,printing,andmore.

•Roamthemap:

Usetheupanddownkeystoroamanyareaofthemap,ordrag-and-dropdirectly.

III.THEPROCESSOFSYSTEMDEVELOPMENT

Tothefirst,wecollecttheinformationwhichcontainstheoutwardappearanceofarchitecturalbuildings,theshapeofthetreesthedesignoftheroads.Andthen,weconstructthreedimensionalsceneswith3DSMAXsoftware[2].Thatistosaywerenderthesceneandachievethehigh-defmitionmap,afterthatwecutthemapintosmallpictureswiththecutfigureprogram,atlastwebuiltthehtmlpageswhichcanasynchronousloadmapsandachievethefunctionoftheelectronicmaps.TheflowchartofthesystemdevelopmentwillbeshowninFigure1:

Figure1systemdevelopmentflowchart

Traditionalmapshavestrictrequirementsonmathematicallaws,mapsymbolsandcartographicgeneralizationwhenindesign.Theproductionofnetworklandscapeelectronicmapalsohasitsowntechnicalstandardswhichissuperiortothetraditionalmap.Thethree-dimensionalelectronicmaphasdifferentzoomlevels;thereforeitneedsnotthestrictscalebuttheunifiedproductionstandards.Mapsymbolusuallyimitatetherealworldasmuchaspossibleandsimplifyitselfatthesametime.Thescopeofthescreenisfargreaterthanthefixedvisionofpaperymaps.Cartographicgeneralizationsthinkmuchofthebalancebetweentheabstractmodelandtheactualperformanceresults.

Asforthedataacquisitionandmanagement,suchastheintroductionandtheinformationusersobtainedfromthemaparefinalresultsofdataacquisition.Inthebeginning,wecollecttheneededdataincludingthename,theaddress,theintroductionandthedigitalphotosofthebuildingsandprepareforthesubsequentthree-dimensionalmodeling.Aftercollectingthedata,weshouldpayattentiontoarchivalandbackupthefilesincaseofloss.

Inordertogetthemap,agoodpreparationofthedesignofthestandardsceneisnecessary.Wesettheparameteroftheunderlay,lights,alti