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[摘 要]红军长征是中国共产党革命力量与国民党反动力量的一场智慧的博弈,是革命事业从挫折走向胜利的伟大转折。为了多方位、多层次、多角度地再现中国工农红军的长征史实,文章拟以Google Earth的可视化场景作为基础平台,开发基础资料数据库和多媒体资料数据库,对红军长征综合信息进行采集,将红军长征路线、历史事件、战役资料、纪念馆档案资料全面数字化。
[关键词]数字长征;多点触控;Google Earth
中图分类号:P231.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)24-0311-01
近年来,数字地球不断发展和成熟,越来越贴近人们的生活。Google Earth凭借其人性化、开放性的特点,极大的帮助了数字地球领域的发展,将地理信息服务引入千家万户,成为地理信息服务产品的标杆。1934年10月中央苏区第五次反“围剿”失败,中央红军、红25军、红四方面军、红2、红6军团先后踏上长征路,标志着革命事业从挫折走向胜利的伟大转折,为多方位再现中国工农红军艰苦卓绝的长征史实,拟开发一套展示红军长征的数字长征系统。
一、数字长针地理信息可视化平台关键技术研究
1.Google Earth平台
目前主流的数字地球系统有:Google公司推出的Google Earth、NASA公司推出的World Wind、微软公司的MSN Virtual Earth等。这些系统中,最成熟、最能反映数字地球概念的是Google Earth,所以我们采用Google Earth平台作为系统开发平台。
在Google Earth开发技术方面,基于Google Earth的GIS地理信息开发与应用已经在多个领域出现。针对项目本身特点和需求,我们在微软公司.Net环境下搭建一个Google Earth的基础开发平台,采用最简单的技术,对Google Earth API接口进行扩展,配合KML并与GIS强大的分析功能结合起来,实现了最高级的地图应用。
2.WPF多点触控技术
WPF(Windows Presentation Foundation,Windows呈现基础)是微软公司推出的新一代图形系统,为用户界面、2D/3D图形、文档和媒体提供了统一的描述和操作方法。基于DirectX 9/10技术的WPF不仅带来了前所未有的3D界面,而且其图形向量渲染引擎也大大改进了传统的2D界面,WPF相对于Windows客户端的开发来说,向前跨出了巨大的一步,它提供了超丰富的.NET UI 框架,集成了矢量图形,丰富的流动文字支持,3D视觉效果和强大无比的控件模型框架。
3.KML矢量数据集成
在项目功能开发中,所有涉及到的战役地点、路线、以及矢量地图绘制,其数据格式均为地理信息数据即经度、维度、高程格式的数据,而KML作为在Google Earth查看的主要数据文件类型,高效地将所需和所采集到的矢量数据集成。因此,对于GIS涉及到地理信息数据的存储和集成,KML是最合适的方式。
4.全景图辅助技术
目前景点图片介绍主要以单张照片为主,然而随着游客或用户对互联网及手机端查看效果体验的需求不断提高,仅平面照片展现景点或景象的方式已无法满足用户体验需要,因此本项目引入了360°球形全景图技术,实现了景点或观察处实景般的虚拟体验。
5.图像金字塔
图像金字塔式是以多分辨率来解释图像的一种机构。对合成的全景图片的处理是使用PhotoOveraly标签嵌入气泡框,并且通过设置PhotoOverlay的标签值为sphere,将此原始图片投射到球面,使其在景点地标处显示一个全景图水晶球体,点击可以进入球体内部,进行全方位浏览。
6.三维仿真技术
三维仿真实际上是一种在智能终端平台上中创建和体验类现实世界的三维虚拟世界的技术和方法。对比众多三维建模工具优缺点,结合自身项目需求,我们采取Google公司开发推出的SketchUp软件来进行三维建模。
由于数字长征信息查询系统中的数据都是严密的历史数据,所以在建模阶段要考虑模型的准确性,这需要首先做调研,生成建筑物平面图,然后通过建筑物平面图在SketchUp中实体建模,对重点建筑物完成纹理贴图,得到最终的3D模型,然后发布到Google Earth上。
7.矢量军事标绘
数字长征信息查询系统作为一项数据严密的战争历史项目,需要对红军长征途中的战略战役做一系列详尽的展示,对此我们制作了矢量军队图标,并利用军队图标对红军战略转移和各个重大战役进行军事标图。为满足数字长征信息查询系统的军事标绘功能,我们制作了完整的军标符号库。
二 数字长征地理可视化平台架构研究
1.系统设计
按照系统的需求说明,结合对系统的整体分析,在系统设计中我们将系统分为以下几个逻辑层次:用户层、系统应用层、描述数据层、标准规范与辅助数据层、业务管理相关信息数据层、专业应用数据层、基础空间数据、支撑技术、标准规范及数据定义、软硬件网络配置。
2.数据库设计
在系统设计中,数据库是整个系统的数据基础,所以数据库的设计显得尤为重要。可以说,一个优化高效的数据库,是整个系统正常运行的根本,因此,系统设计中最耗神的部分也就是数据库的设计和实现,在数据库的设计中我们着重考虑了以下因素。
(1)数据来源
长征信息数据是数字长征系统的核心数据,为了尽可能真实的还原红军长征,我们将历史资料整合成可以进行矢量处理的KMZ格式文件。之后我们进行了数据筛选,获取严密的长征数据,对于需要制作3D模型的建筑,我们利用SketchUp绘制3D模型,利用拍摄的照片制作全景图数据,对于各个战役以及部队进行了文字和图片说明。相对于长征信息数据来说,基础影像数据、矢量地图数据则来源于Google Earth服务器。
(2)数据库管理系统
Microsoft SQL Server是一个为分布式C/S体系机构所设计的数据库管理系统,扩展性能好,它与.NET开发环境无缝融合,对.NET环境提供最高效的数据支持,能充分发挥了.NET环境优势。
(3)数据库创建
在数据收集完成之后,我们进行数据库的创建,数据库的创建过程包括以下五个步骤:需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计以及验证设计。
五、总结
本研究项目着重研究的是基于Google Earth虚拟可视化平台和WPF多点触控技术的数字长征信息查询系统,以KML、XAML和C#语言为开发语言,结合Google Earth提供的地理信息功能实现了数字长征的大部分功能。Google Earth提供的地理信服服务有效的实现了长征历史的数字化展示,在理论上探索出了一个GIS技术与红军长征党史研究和教学结合起来的研究方向,解决了党史教学中存在到多媒体及新型技术应用不充分的主要问题,为长征教学提供了一个基础平台。
参考文献
[1] 西安煤航信息产业公司,GIS矢量数据精确转化成KML的方法[R].陕西:2008.
[2] 懒德军.基于KML格式开滦煤矿土地利用信息系统研究[D].成都:成都理工大学,硕士学位论文,2008.
[3] 秦绶坤,许哲平,邓志平等.基于Google Earth的线路台帐表格生成系统[J].广西电力,2008,(05):17-20.
[关键词]数字长征;多点触控;Google Earth
中图分类号:P231.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)24-0311-01
近年来,数字地球不断发展和成熟,越来越贴近人们的生活。Google Earth凭借其人性化、开放性的特点,极大的帮助了数字地球领域的发展,将地理信息服务引入千家万户,成为地理信息服务产品的标杆。1934年10月中央苏区第五次反“围剿”失败,中央红军、红25军、红四方面军、红2、红6军团先后踏上长征路,标志着革命事业从挫折走向胜利的伟大转折,为多方位再现中国工农红军艰苦卓绝的长征史实,拟开发一套展示红军长征的数字长征系统。
一、数字长针地理信息可视化平台关键技术研究
1.Google Earth平台
目前主流的数字地球系统有:Google公司推出的Google Earth、NASA公司推出的World Wind、微软公司的MSN Virtual Earth等。这些系统中,最成熟、最能反映数字地球概念的是Google Earth,所以我们采用Google Earth平台作为系统开发平台。
在Google Earth开发技术方面,基于Google Earth的GIS地理信息开发与应用已经在多个领域出现。针对项目本身特点和需求,我们在微软公司.Net环境下搭建一个Google Earth的基础开发平台,采用最简单的技术,对Google Earth API接口进行扩展,配合KML并与GIS强大的分析功能结合起来,实现了最高级的地图应用。
2.WPF多点触控技术
WPF(Windows Presentation Foundation,Windows呈现基础)是微软公司推出的新一代图形系统,为用户界面、2D/3D图形、文档和媒体提供了统一的描述和操作方法。基于DirectX 9/10技术的WPF不仅带来了前所未有的3D界面,而且其图形向量渲染引擎也大大改进了传统的2D界面,WPF相对于Windows客户端的开发来说,向前跨出了巨大的一步,它提供了超丰富的.NET UI 框架,集成了矢量图形,丰富的流动文字支持,3D视觉效果和强大无比的控件模型框架。
3.KML矢量数据集成
在项目功能开发中,所有涉及到的战役地点、路线、以及矢量地图绘制,其数据格式均为地理信息数据即经度、维度、高程格式的数据,而KML作为在Google Earth查看的主要数据文件类型,高效地将所需和所采集到的矢量数据集成。因此,对于GIS涉及到地理信息数据的存储和集成,KML是最合适的方式。
4.全景图辅助技术
目前景点图片介绍主要以单张照片为主,然而随着游客或用户对互联网及手机端查看效果体验的需求不断提高,仅平面照片展现景点或景象的方式已无法满足用户体验需要,因此本项目引入了360°球形全景图技术,实现了景点或观察处实景般的虚拟体验。
5.图像金字塔
图像金字塔式是以多分辨率来解释图像的一种机构。对合成的全景图片的处理是使用PhotoOveraly标签嵌入气泡框,并且通过设置PhotoOverlay的
6.三维仿真技术
三维仿真实际上是一种在智能终端平台上中创建和体验类现实世界的三维虚拟世界的技术和方法。对比众多三维建模工具优缺点,结合自身项目需求,我们采取Google公司开发推出的SketchUp软件来进行三维建模。
由于数字长征信息查询系统中的数据都是严密的历史数据,所以在建模阶段要考虑模型的准确性,这需要首先做调研,生成建筑物平面图,然后通过建筑物平面图在SketchUp中实体建模,对重点建筑物完成纹理贴图,得到最终的3D模型,然后发布到Google Earth上。
7.矢量军事标绘
数字长征信息查询系统作为一项数据严密的战争历史项目,需要对红军长征途中的战略战役做一系列详尽的展示,对此我们制作了矢量军队图标,并利用军队图标对红军战略转移和各个重大战役进行军事标图。为满足数字长征信息查询系统的军事标绘功能,我们制作了完整的军标符号库。
二 数字长征地理可视化平台架构研究
1.系统设计
按照系统的需求说明,结合对系统的整体分析,在系统设计中我们将系统分为以下几个逻辑层次:用户层、系统应用层、描述数据层、标准规范与辅助数据层、业务管理相关信息数据层、专业应用数据层、基础空间数据、支撑技术、标准规范及数据定义、软硬件网络配置。
2.数据库设计
在系统设计中,数据库是整个系统的数据基础,所以数据库的设计显得尤为重要。可以说,一个优化高效的数据库,是整个系统正常运行的根本,因此,系统设计中最耗神的部分也就是数据库的设计和实现,在数据库的设计中我们着重考虑了以下因素。
(1)数据来源
长征信息数据是数字长征系统的核心数据,为了尽可能真实的还原红军长征,我们将历史资料整合成可以进行矢量处理的KMZ格式文件。之后我们进行了数据筛选,获取严密的长征数据,对于需要制作3D模型的建筑,我们利用SketchUp绘制3D模型,利用拍摄的照片制作全景图数据,对于各个战役以及部队进行了文字和图片说明。相对于长征信息数据来说,基础影像数据、矢量地图数据则来源于Google Earth服务器。
(2)数据库管理系统
Microsoft SQL Server是一个为分布式C/S体系机构所设计的数据库管理系统,扩展性能好,它与.NET开发环境无缝融合,对.NET环境提供最高效的数据支持,能充分发挥了.NET环境优势。
(3)数据库创建
在数据收集完成之后,我们进行数据库的创建,数据库的创建过程包括以下五个步骤:需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计以及验证设计。
五、总结
本研究项目着重研究的是基于Google Earth虚拟可视化平台和WPF多点触控技术的数字长征信息查询系统,以KML、XAML和C#语言为开发语言,结合Google Earth提供的地理信息功能实现了数字长征的大部分功能。Google Earth提供的地理信服服务有效的实现了长征历史的数字化展示,在理论上探索出了一个GIS技术与红军长征党史研究和教学结合起来的研究方向,解决了党史教学中存在到多媒体及新型技术应用不充分的主要问题,为长征教学提供了一个基础平台。
参考文献
[1] 西安煤航信息产业公司,GIS矢量数据精确转化成KML的方法[R].陕西:2008.
[2] 懒德军.基于KML格式开滦煤矿土地利用信息系统研究[D].成都:成都理工大学,硕士学位论文,2008.
[3] 秦绶坤,许哲平,邓志平等.基于Google Earth的线路台帐表格生成系统[J].广西电力,2008,(05):17-20.