1.研究背景

在近日結(jié)束的全國(guó)地理信息應(yīng)用成果及地圖展覽會(huì)上，三維導(dǎo)航技術(shù)再一次引起了業(yè)內(nèi)人士的極大關(guān)注。目前我國(guó)導(dǎo)航電子地圖還是以二維為主，導(dǎo)航畫面無(wú)一例外的全由點(diǎn)、線、面組成，但近年來(lái)我國(guó)道路發(fā)展極其迅速，高架橋、高速路平地拔起，本來(lái)熟悉的道路幾日不見便“改頭換面”，這就給人們的生活帶來(lái)不便，于是，人們對(duì)導(dǎo)航電子地圖呆板的畫面和混亂的二維線條感到厭倦，一個(gè)期待能夠全方位實(shí)景導(dǎo)航的訴求就擺在廣大圖商和GPS硬件生產(chǎn)廠商面前。

目前市場(chǎng)上對(duì)于三維導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用大都還停留在概念上的炒作，距離真正意義的三維實(shí)景導(dǎo)航技術(shù)還有很大的距離，絕大多數(shù)產(chǎn)品的地圖軟件都僅僅只是提供了地圖的鳥瞰模式來(lái)形成一種偽三維的效果。還有一種比較流行的做法就是實(shí)景切割畫面顯示，基本上地圖軟件內(nèi)帶有的信息能夠虛擬顯示出和真實(shí)環(huán)境中岔路口相差不大的畫面，這樣可以方便用戶判斷自己的前進(jìn)方向，不過(guò)由于地圖的更新遠(yuǎn)跟不上實(shí)際環(huán)境的變動(dòng)，所以在實(shí)際使用過(guò)程中還需要盡量按實(shí)際狀況來(lái)行駛，不要完全依賴地圖，避免交通事故發(fā)生。通過(guò)上面的文字不難看出現(xiàn)在的三維技術(shù)還只是停留在一個(gè)比較淺顯的階段，對(duì)于三維導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用還處于一個(gè)簡(jiǎn)單的模仿水平上。

高昂的技術(shù)成本一直是三維導(dǎo)航不能突破的瓶頸，看似一款簡(jiǎn)單的電子地圖，制作過(guò)程卻要花費(fèi)巨大的人力物力。首先，精確度是導(dǎo)航電子地圖的根基，沒有精確度就沒有地圖質(zhì)量，在地圖上一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)三維實(shí)景畫面都需要數(shù)據(jù)采集人員對(duì)采集點(diǎn)進(jìn)行全方位的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)經(jīng)質(zhì)檢比對(duì)、校正合格后才能交給圖片制作人員加工處理；其次，動(dòng)態(tài)三維具有極大的數(shù)據(jù)量，如何才能保證導(dǎo)航畫面的連貫、與實(shí)際路況相符，這就需要具備先進(jìn)的圖像、音頻數(shù)據(jù)等諸多組成元素的壓縮處理與還原技術(shù)，還要擁有超高效的圖像加速處理工藝等等一系列核心技術(shù)。

如何研究一款技術(shù)門檻較低、實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易的三維實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)，具有比較重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究在長(zhǎng)沙理工大學(xué)三維數(shù)字校園建設(shè)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于Google數(shù)字地球平臺(tái)的三維校園導(dǎo)航系統(tǒng)。利用Google SketchUp建立校園三維導(dǎo)航系統(tǒng)所需的道路和建筑模型，這種方式不僅費(fèi)用低廉、可操控型高，而且紋理表達(dá)更真實(shí)，所建立的模型可以直接導(dǎo)入Google Earth，和Google Earth免費(fèi)提供的海量遙感影像和數(shù)字地面模型一起，構(gòu)建與實(shí)際情況一致的、逼真的三維的交通導(dǎo)航環(huán)境；在此基礎(chǔ)上，利用Google Earth API開發(fā)極具個(gè)性的客戶端軟件，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景瀏覽、交通路徑規(guī)劃和導(dǎo)航。系統(tǒng)360度的旋轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)了直觀、逼真的校園交通導(dǎo)航、漫游功能，使用戶有了身臨其境的感受和體驗(yàn)。

2.設(shè)計(jì)思路和具體實(shí)現(xiàn)

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