二三维虚拟海洋场景构建与应用

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1、学校代码：10264研究生学号：M150305549上海海洋大学硕士学位论文题目：二三维虚拟海洋场景构建与应用2Dand3Dvirtualoceanscene英文题目：constructionandapplication专业：海洋科学研究方向：海洋GIS与大数据分析姓名：郭雪指导教师：姜晓轶二O一八年四月四日上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学学位论文原创性声明本学位论文系本人在导师指导下，独立进行的研究工作及取得的研究成果。除论文中已特别标明引用的内容外，本学位论文不包含任何其他个人或集体已发表或撰写过的研究

2、成果。本学位论文格式严格按照学校学位论文格式规范进行编排，已通过预答辩并经过认真修改。现申请参加学位论文原创性检查和论文抽检评审。研究生手写签名：年月日上海海洋大学硕士学位论文二三维虚拟海洋场景构建与应用摘要我国海洋信息体系建设经历以数字化为目标的初期发展阶段后，其智慧化发展，形成从数据，到知识，到预测，再到最优决策的海洋发展模式，即“智慧海洋”，成为了海洋信息化发展的必然趋势。从“数字海洋”到“智慧海洋”的发展阶段，数据始终是海洋事业发展的基础，是我国海洋信息化建设的基石，数值模型和数据的可视化表达是海洋事业

3、发展的核心之一。同时，伴随着海量、多分辨率、多时相、多类型海洋立体监视监测数据日益增多，地理空间数据的动态可视化表达和数据共享方面的需求也在不断增强。目前，传统GIS应用正在从二维平面向三维立体方向发展，三维虚拟场景在信息认知、空间规划管理、时空挖掘与分析等方面的应用逐渐成为研究热点。本文从二三维虚拟海洋场景的构建与应用出发，增强海洋数据的可视化表达，同时通过虚拟海洋三维地表模型的发布和矢量基础地理底图、地形基础地理底图、遥感基础地理底图和专题底图等基础地理底图的发布，增强海洋数据的共享力度，用户调用服务终端的

4、多样化加大海洋数据的共享范围。在Skyline平台上以集成遥感影像数据、地形数据、纹理特征数据、倾斜摄影测量数据、三维全景数据和三维模型数据为基础，构建三维虚拟海洋场景，并结合虚拟海岛海岸带模型、虚拟海底地形模型和虚拟水体模型，构建了与实体一致的海洋三维环境。将三维虚拟海洋场景进行网络发布，对比分析了TBP工程直连发布和MPT数据集发布2种发布方式的优缺点。在数据更新方面，虚拟海洋场景采用动态增加遥感与地形新数据或者替换旧数据的方式进行数据的更新，增强了海洋数据更新的机动性。在海量数据组织管理方面，采用多源影像

5、数据集成技术，提高了数据浏览的质量，实现对数据的立体化管理。在数据加载方面，采用多尺度影像实时切片技术，解决了传统影像切片效率低下的问题，避免了数据资源浪费，提高了虚拟海洋场景的运行效率。在场景应用方面，全球虚拟海洋场景更加适合表现大尺度场景的海洋环境变化，有利于从宏观上掌握海洋各个环境要素在全球范围内的变化情况。针对场景构建中涉及的多源影像数据集成技术和多尺度I上海海洋大学硕士学位论文影像实时切片技术开展了研究。论文分析了ArcGIS平台部署的原理、优势和技术流程，并对ArcGISGISServer和ArcG

6、ISImageServer的工作原理进行了详细的阐述。以ArcGIS平台为基础，采用本地部署模型（On-premisesmodle），即PortalforArcGIS+ArcGISforServer模式搭建GIS集群，采用非托管服务器方式，在Portal平台中人工手动管理集群中的服务。在ArcGISDesktop中配置矢量基础地理底图服务、地形基础地理底图服务，采用MapServer发布方式进行切片发布。对ArcGIS中镶嵌数据集的构建流程进行了详细的介绍，以构建镶嵌数据集的方式配置遥感基础地理底图服务，采用I

7、mageServer发布方式进行切片发布。针对专题图服务采用MapServer方式进行实时切片发布。对服务发布过程中应用到的基于OGC服务数据集成技术进行阐述，并对本文中应用到的影像数据集成的镶嵌数据集技术和多源影像数据集成技术进行对比分析。针对三维虚拟海洋场景构建和二维底图服务发布所涉及的多种原始数据进行数据处理，在遥感影像数据处理方面，对常用的遥感影像融合方法进行对比，并分析了GS数据融合方法的优势。在地形数据方面，在球体去异常值之前，对地形异常点处理的方法及原理进行阐述，简化了三维海洋球体模型构建的方法，

8、使得三维海洋球体模型构建更加快速方便。在应用开发方面，以构建形成的虚拟海洋场景和发布的二维底图服务为基础，设计并开发了广西“数字海洋”应用服务系统，应用二三维可视化平台，以三维球体平台和二维地图为基础平台，采用二三维一体可视化技术实现数据的可视化展示与定位，满足用户多维度、全方位的海洋空间数据可视化需求。实现了海洋基础地理数据、海洋基础环境数据、海洋综合管理业务数据和专题信息产品的无疑