發(fā)布時間：2020-08-27 14:44

【摘要】：本文從研究地理信息表達機制入手,引入了超媒體相關理念和技術,嘗試將以紙質地圖為代表的傳統(tǒng)媒體、以移動終端為代表的移動媒體和以計算機終端為代表的數(shù)字媒體進行整合,共同應用于地理信息表達過程中,實現(xiàn)各媒介在地理信息表達方面的優(yōu)勢互補和資源共享,從而達到豐富地圖信息傳遞形式、擴展紙質地圖數(shù)據承載能力、完善地理信息表達機制的目的。概括起來,本文的研究內容主要包含以下六個方面:1.梳理了超媒體相關理論和技術在地理信息科學領域的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。國內外地理信息科學領域的學者對超媒體在地理信息科學領域中的應用進行了不少的研究和探索,本文對相關研究內容、研究進展和研究成果進行了梳理、總結和分析。從分析結果可以看出,隨著移動開發(fā)、大數(shù)據、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等新興技術的不斷發(fā)展和成熟,超媒體逐漸向移動終端設備遷移,超媒體相關技術在地理信息科學領域中的應用也朝著數(shù)據組織的標準化、技術應用的新型化、應用領域的擴大化三個方向不斷的推進和發(fā)展。2.建立了地圖超媒體框架體系。本文利用超媒體媒介協(xié)同表達和數(shù)據融合的優(yōu)勢,將以紙質地圖為代表的傳統(tǒng)媒體、以計算機終端為代表的數(shù)字媒體和以移動終端電子設備為代表的移動媒體相融合,再結合移動終端電子設備便攜性和普及性的特點,建立了地圖超媒體框架體系,從而為傳統(tǒng)媒體、數(shù)字媒體和移動媒體實現(xiàn)媒介協(xié)同,共同應用于地理信息表達領域,奠定一定的理論基礎。3.構建了地圖超媒體數(shù)據模型。基于超媒體媒介融合的理念,將傳統(tǒng)媒體、數(shù)字媒體和移動媒體共同應用于地理信息的表達過程中,表面上是三種媒體介質的融合,實質上卻是數(shù)據的資源共享和交叉訪問。本文針對超媒體支持豐富數(shù)據類型的特點,對各種數(shù)據類型進行了分析,并構建了具有三層結構的地圖超媒體數(shù)據模型,從而為超媒體數(shù)據的組織管理、檢索、訪問和存儲提供相應的理論指導和技術依據。4.優(yōu)化了移動終端的圖像檢測與識別算法。若要實現(xiàn)傳統(tǒng)媒體、移動媒體與數(shù)字媒體在地理信息表達方面的數(shù)據融合和優(yōu)勢互補,需要移動媒體充當三者數(shù)據傳輸與交互的樞紐和橋梁,而基于移動終端的圖像特征檢測與識別算法則是其中的關鍵。本文選取了SIFT、Freak、ORB三種比較具有代表性的圖像特征檢測與識別算法進行了研究,研究結果表明:與其它算法相比,ORB算法具有運算效率高、魯棒性強、穩(wěn)定性好的優(yōu)點,更加適合應用于配置較低的移動終端電子設備。此外,本文通過采用提取顏色不變量的方式,將顏色信息與ORB特征提取與檢測算法相結合,形成一種C-ORB算法。實驗結果表明:C-ORB算法在保留ORB較高運算效率的基礎上,算法的準確率和穩(wěn)定性也有所提升。5.提出了顧及多重約束的三維地形數(shù)據簡化方法。由于受制于移動終端電子設備的數(shù)據存儲能力、圖形處理能力和圖形繪制能力,將三維模型,尤其是三維地形應用于移動終端時,還需要對三維地形數(shù)據進行適度的優(yōu)化和簡化處理。為了解決這個問題,本文提出了一種顧及多重約束的三維地形數(shù)據簡化方法,該方法簡化產生的幾何誤差相對較小,并且對地形的邊界特征、紋理顏色和重要頂點具有較好的保持效果,可以盡可能的減少簡化模型與原始模型在視覺上的差異。6.實現(xiàn)了基于移動終端地圖超媒體原型系統(tǒng)的開發(fā)。本文引入了超媒體媒介融合的理念,并通過原型系統(tǒng)開發(fā)的方式,實現(xiàn)了傳統(tǒng)媒體、移動媒體與數(shù)字媒體在地理信息表達方面的有效融合。本文所開發(fā)的基于移動終端的地圖超媒體原型系統(tǒng)不僅能夠讓用戶從個人視角出發(fā),從不同角度、不同方向、不同距離進一步的觀察地理信息,與人們的空間認知特點更加一致,方便用戶對地理信息細節(jié)的理解和把握,同時也進一步擴展了傳統(tǒng)紙質地圖的數(shù)據承載能力和數(shù)據表現(xiàn)能力。
【學位授予單位】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP37;P208
【圖文】：

論文組織結構圖

基于圖像特征識別與跟蹤的無標記增強現(xiàn)實技術也屬于計算機視覺中的一種，其技術實現(xiàn)流程如圖3.2 所示。圖像特征識別與追蹤本質上是根據已有的模板圖像從攝像設備獲得的視頻流中檢索出目標圖像并實時追蹤的過程。其主要過程包括模板圖像與捕獲圖像特征點的提取與匹配，外點去除（這里的外點是指錯誤匹配的特征點，在圖像識別和匹配過程中需要剔除掉），然后進行單應性矩陣的計算，實現(xiàn)攝像頭坐標系與真實環(huán)境坐標系之間的空間坐標系轉換，最后根據坐標系轉換結果將虛擬信息疊加在適當?shù)奈恢茫瑥亩鴮崿F(xiàn)虛擬信息與真實環(huán)境的虛實融合。圖 3.2 圖像特征識別與追蹤在圖像特征識別與追蹤過程中，圖像的特征點提取是一個非常重要的過程。所謂特征，是指一項事物異于其他事物的特點，圖像的特征則是指一幅圖像異于其它圖像的特

第三章 地圖多媒介協(xié)同表達機制與超媒體數(shù)據模型的構建統(tǒng)地圖在地理信息細節(jié)表達方面的缺陷，又可以將現(xiàn)實地理環(huán)境中的地理信息以一種更為直觀、更為生動、更加符合人們空間認知特點的形式進行展現(xiàn)。因此，本章節(jié)基于傳統(tǒng)媒體、數(shù)字媒體與移動媒體在地理信息表達方面的優(yōu)勢和特點，同時結合移動增強現(xiàn)實技術，提出了一種基于移動增強現(xiàn)實技術的地圖多媒介協(xié)同表達機制，如圖 3.3 所示。

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本文編號：2806231