安全事故态势三维可视化系统的研究与实现

摘要

近年来随着我国经济建设的高速发展，各类安全生产事故发生的次数也相应的不断增长。安全事故的频发对人们的生命财产安全构成了极大地威胁，给人们的生产和生活带来了较多的不便。计算机技术的引入提高了人们对事故数据的分析处理能力，但是目前三维GIS技术在安全事故态势三维可视化方面的应用研究较少。本文基于已经提取出的官方公布的多年安全事故数据，并结合地理信息数据，研究并实现了安全事故态势三维可视化系统。为满足不同类型用户的需求，该系统包括基于OSG Earth安全事故数据三维可视化管理子系统和基于浏览器的安全事故数据采集与三维展示子系统。
　　基于OSG Earth安全事故数据三维可视化管理子系统主要针对管理员用户，通过该子系统可以对事故数据进行较为全面的浏览展示、数据管理、分析等。该子系统在本地计算机中运行，通过加载不同三维模型和矢量数据，对事故数据进行不同类型的展示和管理。主要实现技术包括Open Scene Graph三维渲染引擎、OSG Earth、3D Studio MAX建模工具。
　　基于浏览器的安全事故数据采集与三维展示子系统主要针对普通用户，通过该子系统可以完成事故数据的录入、查询、修改和事故数据三维展示等操作。该子系统采用B/S架构，主要对事故的统计信息进行相关的三维可视化展示，普通用户使用浏览器即可完成相应的操作。主要实现技术包括HTML5 Canvas、百度ECharts-Ⅹ组件。
　　本文的研究目的是在搜集安全事故数据并提取出有用信息的基础上，结合OSG Earth和HTML5 Canvas相关技术，实现基于本地应用和浏览器的安全事故数据三维可视化系统，通过在三维地球上为不同类型事故数据加载不同模型，以及结合二维图表展示事故统计信息等其他不同的建模和展示方式，从而将事故数据信息变得更加清晰、直观，对比更加明显，能够较好地为预防安全生产事故提供基础性决策依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外在安全事故态势三维可视化上的研究现状

1．2．2 国内在安全事故态势三维可视化上的研究现状

1．3 课题研究内容及成果

1．4 论文组织结构

第2章 相关技术及系统开发工具简介

2．1 相关技术介绍

2．1．1 OSG开源三维引擎

2．1．2 OSG Earth数字地球

2．1．3 百度ECharts-X组件

2．2 系统开发工具介绍

2．2．1 3D Studio Max

2．2．2 Microsoft Visual Studio 2010

2．2．3 MySQL

2．2．4 JetBrains WebStorm

2．2．5 Apache

2．3 本章小结

第3章 系统的总体设计

3．1 引言

3．2 系统体系结构

3．3 系统数据组织与处理

3．4 基于OSG Earth安全事故数据三维可视化管理子系统设计

3．4．1 子系统架构设计

3．4．2 子系统流程图

3．4．3 子系统功能设计

3．5 基于浏览器的安全事故数据采集与三维展示子系统设计

3．5．1 子系统架构设计

3．5．2 子系统流程图

3．5．3 子系统功能设计

3．6 本章小结

第4章 安全事故态势三维可视化系统详细设计

4．1 引言

4．2 场景中模型的构建

4．2．1 三维模型的构建设计

4．2．2 三维模型的构建实现

4．3 矢量数据管理

4．3．1 矢量数据LOD显示

4．3．2 矢量数据变更

4．4 earth文件编写

4．5 数字地球搭建

4．5．1 影像数据的获取和组织

4．5．2 影像数据与高程数据的叠加

4．6 Web浏览器中数据三维可视化展示

4．6．1 功能模块划分

4．6．2 功能模块构建

4．7 本章小结

第5章 安全事故态势三维可视化系统的实现

5．1 引言

5．2 基于OSG Earth安全事故数据三维可视化管理子系统的实现

5．2．1 OSG Earth开发环境搭建

5．2．2 三维模型加载

5．2．3 矢量数据展示

5．2．4 安全事故数据三维场景展示

5．3 基于浏览器的安全事故数据采集与三维展示子系统的实现

5．3．1 事故数据标柱展示

5．3．2 地理区划与图表结合展示

5．3．3 地区级数据下钻展示

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介