一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统及其展示方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统及其展示方法，它是一种利用C/S结构编写同步控制服务，在搭建的大型多机多屏幕平台上展示GIS地理信息的系统。本发明专利技术把C/S结构同步控制服务、大屏幕展示系统和GIS地理信息系统等方面有机地集成在一起，实现了超大型的GIS地理信息展示系统。本发明专利技术不仅可以对位置信息进行同步，也可以同步显示动画、自定义元素等信息，还能实现远程控制展示，真正意义上的实现了基于同步控制的大型多屏GIS展示系统。

Large scale multi screen GIS display system based on synchronous control and display method thereof

The invention relates to a synchronous control based on the large screen GIS display system and display method, it is a kind of structure using C/S write synchronization control service, GIS geographic information display system in large multi platform on the screen. The invention organically integrates the C/S structure synchronization control service, the large screen display system and the GIS geographic information system, and realizes the super large GIS geographic information display system. The invention not only can synchronize the location information, also can display the animation and custom elements and other information, can realize remote control display, realize the true sense of the large screen GIS display system based on synchronous control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统及其展示方法，具体的说是一种利用C/S结构（客户机和服务器结构）编写同步控制服务，在搭建的大型多机多屏幕平台上展示GIS地理信息的系统。
技术介绍
地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）是一种非常重要的空间信息系统。它在计算机软硬件系统的支持下，对整个或者部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。古往今来，人类几乎所有的活动都发生在地球上，斗鱼地理空间位置息息相关，随着计算机技术的日益发展和普及，地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”、“数字城市”在人们的生产和生活中起着越来越重要的作用。地理信息系统能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图、路线规划和大数据结果展示等。现在工商界方面的市场普遍被两大地理资讯系统巨头ESRI及Mapinfo所垄断，但他们亦能够提供一套整全的地理资讯系统，以供客户使用。政府及军方机构往往用到特别打造的软件，例如开源的GRASS或其他专门的系统，以配合他们的特殊需要。现时有不少自由的阅览GIS资料的工具，一般大众可以轻易取得的地理信息，例如GoogleEarth或微软的VirtualEarth之类的系统。目前，受制于材料、电子等工艺的限制，计算机的显示尺寸的发展相对滞后。如何能够快速、准确的表现海量数据已经成为一个亟需解决的问题。它包括如何以更大的屏幕来显示数据，还包括如何以更快的速度来处理数据。使用并行计算技术的大屏幕拼接系统是解决上述问题一个很好的途径。采用多个显示设备取代原来的单个显示设备，使得显示屏幕增大为相应的倍数；各个显示设备有单独的计算机进行驱动，计算任务的分担使得显示速度也大大提高。由于巨大的市场需求和广泛的应用前景，并且相关的技术也在迅速发展成熟，对大屏幕拼接显示系统的研究已经成为当前的热门研究课题。目前国内外有许多大学和研究机构都在此领域进行研究，开展了许多理论研究和实际开发工作，并已经有了许多优秀的研究成果。其中比较具有代表性的有Princeton大学的DisplayWall项目，Minnesota大学的PowerWall显示系统，Illinois大学的SAGE系统，英国伦敦帝国理工学院的GDO系统。目前，一般都是在单机下展示地理信息，将地理信息在一台计算机控制的一个或者多个屏幕上展示，这样的系统不存在需要同步控制的地方。但是在多机多屏幕组成的大屏幕展示系统上，如果没有同步控制方法，每台计算机都是独自运行，所组成的大屏幕上就没法同步展示一个整体的地理信息。在GoogleEarth上，通过LiquidGalaxy的插件，经过一系列配置以后，可以实现地理位置的同步，使得大屏幕展示一个整体的地理信息，但是此方法只能同步控制基础的地理位置信息，没法同步类似时间、动画、自定义地理信息等其他信息。而缺少的部分恰恰是在大数据结果展示中必须的。另外，系统没有针对大屏幕的UI进行优化，如存在按钮过小、拖动不便等问题，这些都是不合适的，会影响到展示的效果。针对以上问题，本专利技术利用C/S结构编写同步控制服务，利用一台计算机做服务器，其他用于大屏幕展示的计算机作为客户端，设计同步控制协议，实现多客户端之间位置信息、转角信息、动画所播放的时间和自定义地理信息等的同步协同。这样，即可以使得所有的子屏幕画面得到同步展示，又可以展示动画以及自定义地理信息，还能通过PAD等手持设备进行快速操作，提高展示效果。目前在大型多屏中进行GIS展示还处于探索和摸索的阶段，并没有大规模的应用。根据调研，到目前为止，把C/S结构同步控制服务、大屏幕展示系统和GIS地理信息系统等方面有机地集成在一起，本专利技术尚属首例。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术存在的问题和不足，本专利技术的目的在于提供一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统及其展示方法，对于大数据结果展示、博物馆地理信息展示、地质信息展示等方面，都具有重要的应用价值。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术构思：根据地理信息及动画展示的需求，导入相应的自定义展示元素，综合利用C/S结构同步控制、GIS地理信息系统、大屏幕展示系统，完成大型多屏GIS展示效果。具体利用的GIS系统为GoogleEarth。系统运行前，首先根据大数据分析结果，将需要展示的信息通过编写KML形成GoogleEarth能识别的数据格式，并且利用KML中的时间元素TimeSpan指定该信息在何时显示；然后在服务器中配置好播放动画的开始时间、KML中元素的时间、观察的视角等信息；最后，配置每台计算机中GoogleEarth观察相机的视角范围。系统运行时，每台计算机中的GoogleEarth间隔50毫秒的时间就会通过NetworkLink元素访问服务器，获取到当前应该显示的视角位置，以及需要显示的地理信息元素；同时，又可以通过平板等设备操纵服务器，控制当前播放哪个动画、暂停或者播放动画、跳转到哪一个位置、显示哪些信息，实现远程和精准控制。本专利技术采用以下技术方案实现：一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统，如图1所示，其系统结构具体包括以下组成部分：1)：硬件系统：整个硬件系统包括计算机、显示器、路由器、远程控制设备组成，为整个系统提供硬件基础；2)：操作系统：系统中所有计算机的操作系统为Windows10，远程控制设备也采用Windows10系统；3)：Synergy：一个计算机之间共享鼠标键盘的软件，使用该软件可以只使用一个鼠标和键盘控制一组计算机；4)：同步控制服务：该服务用来同步控制GoogleEarth(6)播放动画和显示地理信息；5)：远程交互服务：该服务用来让远程交互页面(7)使用，可以远程控制整个系统播放的动画和地理信息；6)：GoogleEarth：一个GIS系统软件，可以将地理信息可视化展现到屏幕上；7)：远程交互页面：利用远程交互服务(5)控制整个系统；一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统，其搭建和运行过程有四步：1)：如图2所示，搭建硬件平台：为整个系统提供硬件基础；2)：如图3所示，系统准备过程：为整个系统提供软件基础；3)：如图4所示，远程交互页面：为整个系统提供一种远程交互手段；4)：如图5所示，系统运行过程：系统运行后，整个系统的工作流程；一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统，如图2所示，其硬件结构具体包括以下组成部分：1)：拼接屏显示墙：由多台LCD显示器组成，展示地理信息；2)：GIS展示结点：用于运行GoogleEarth，渲染地理信息；3)：HDMI：用于连接拼接屏显示墙(1)和GIS展示结点(2)，(1)和(2)之间一一相连；4)：高速以太网：用于连接GIS展示结点(2)、千兆路由器(5)和总控服务器(7)，进行数据传输；5)：千兆路由器：通过高速以太网(4)连接GIS展示结点(2)和总控服务器(7)，进行数据交互，并且通过WIFI(9)和远程控制设备(8)连接；6)：显示器：一台LCD显示器，用来显示总控服务器的画面；7)：总控服务器：用来同步控制GIS展示结点(2)的展示内容；8)：远程控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统，其特征在于包括以下组成部分，通过千兆路由器(5)连接：1)：拼接屏显示墙：由5台4K(3840×2160)分辨率的LCD显示器组成，其竖直摆放拼接成一块分辨率为10800×3840的大屏幕，用于展示地理信息；2)：GIS展示结点：用5台计算机用于跑Google Earth，渲染地理信息，计算机的配置如下，Intel 酷睿i5 CPU，4G内存，1T硬盘，GTX650显卡，使用系统为Windows10；3)：HDMI：用于连接拼接屏显示墙(1)和GIS展示结点(2)；4)：高速以太网：用于连接GIS展示结点(2)、千兆路由器(5)和总控服务器(7)，进行数据传输；5)：千兆路由器：通过高速以太网(4)连接GIS展示结点(2)和总控服务器(7)，进行数据交互，并且通过WIFI(9)和远程控制设备(8)连接，该路由器使用TP‑LINK 8口千兆无线路由器；6)：显示器：一台4K(3840×2160)分辨率的LCD显示器，用来显示总控服务器的画面；7)：总控服务器：用来同步控制GIS展示结点(2)的展示内容，服务器采用的配置如下，Intel 酷睿i5 CPU，16G内存，1T硬盘，GTX650显卡，使用系统为Windows10；8)：远程控制设备：用来控制总控服务器(7)，进行播放、暂停、跳转操作，采用surface pro 4，其拥有着和Windows操作系统良好的兼容性；9)：WIFI：用于连接千兆路由器(5)和远程控制设备(8)，进行数据传输。...

【技术特征摘要】
1.一种基于同步控制的大型多屏GIS展示系统，其特征在于包括以下组成部分，通过千兆路由器(5)连接：1)：拼接屏显示墙：由5台4K(3840×2160)分辨率的LCD显示器组成，其竖直摆放拼接成一块分辨率为10800×3840的大屏幕，用于展示地理信息；2)：GIS展示结点：用5台计算机用于跑GoogleEarth，渲染地理信息，计算机的配置如下，Intel酷睿i5CPU，4G内存，1T硬盘，GTX650显卡，使用系统为Windows10；3)：HDMI：用于连接拼接屏显示墙(1)和GIS展示结点(2)；4)：高速以太网：用于连接GIS展示结点(2)、千兆路由器(5)和总控服务器(7)，进行数据传输；5)：千兆路由器：通过高速以太网(4)连接GIS展示结点(2)和总控服务器(7)，进行数据交互，并且通过WIFI(9)和远程控制设备(8)连接，该路由器使用TP-LINK8口千兆无线路由器；6)：显示器：一台4K(3840×2160)分辨率的LCD显示器，用来显示总控服务器的画面；7)：总控服务器：用来同步控制GIS展示结点(2)的展示内容，服务器采用的配置如下，Intel酷睿i5CPU，16G内存，1T硬盘，GTX650显卡，使用系统为Windows10；8)：远程控制设备：用来控制总控服务器(7)，进行播放、暂停、跳转操作，采用surfacepro4，其拥有着和Windows操作系统良好的兼容性；9)：WIFI：用于连接千兆路由器(5)和远程控制设备(8)，进行数据传输。2.根据权利要求1所述的基于同步控制的大型多屏GIS展示系统，其特征在于系统准备过程如下：1)：编写KML：从大数据分析结果中得到需要在GIS上展示的信息，将这些信息通过编写KML形成GoogleEarth能识别的形式，并且利用KML中的时间元素TimeSpan指定该信息在何时显示；另外，需要编写一个利用NetworkLink元素定时访问服务器获取同步信息的KML；2)：配置服务器中控制信息：在服务器中需要配置播放动画的开始时间、KML中元素的时间、观察的视角等信息，如图6所示，显示了一部分该系统的动画，movie表示第几个动画，starttime表示该动画启动后多少秒执行本操作，totime表示跳转到该时间结点，和KML中TimeSpan对应，bbox表示视角的经纬度信息以及仰角信息——经度、维度、海拔、仰角；3)：配置GIS展示结点中GoogleEarth相机视角范围：每台计算机显示一个小范围内的地理信息，多台计算机显示组成一个大范围的地理信息；4)：将KML导入GoogleEarth中：将准备过程(1)编写的KML和用于同步的KML导入GoogleEarth中。3.根据权利要求2所述的基于同步控制的大型多屏GIS展示系统，其特征在于编写远程交互界面如下：整个交互界面主要包括三大块：(1)为重置所有动画，该操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一民，吕圣卿，黄晨，高明柯，李泽宇，张云华，许丽娟，刘静静，陆佳辉，赵林林，蒋思宇，陆蓉蓉，彭先玲，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31