一种Web3D网络交流平台及其建设方法技术

本发明专利技术公开了一种Web3D网络交流平台及其建设方法，包括：借助公开数据以及中国地质调查局的相关新闻资讯，集成了无人机数据、遥感数据、GIS数据、DEM等多源、多尺度、多维度的数据，搭建了交流平台的多维显示界面。采用WebGL在网站中内嵌3D模型。使用JavaScript处理网页前端与用户的交互操作，实现了在线构建POI点、数据上传、在线论坛讨论、定位、多维虚拟现实界面显示等功能。后端数据库存储了用户POI数据、论坛数据、相关资料，以便用户实时查看，极大程度地实现了知识的传递与共享。本发明专利技术具有野外实习交流功能，能够结合实习要求开展地形图认知、野外路线地质考查和填图，典型地质现象研究与分析等；打破了传统课堂式教育的方式。

A Web3D Network Communication Platform and Its Construction Method

【技术实现步骤摘要】
一种Web3D网络交流平台及其建设方法
本专利技术涉及教学软件
，特别涉及一种使用Web3D技术实现网页虚拟现实实习基地基本场景，利用三维立体展示与可互动浏览操作等进行教学的野外交流平台及其建设方法。
技术介绍
野外地质实习是地质教学的重要组成部分，也是培养高素质、知识型人才的实践性教学环节。传统的地质教学方法对于地学概念及地学理论的阐述都比较抽象，很多传统的课堂不仅教学手段单一呆板、教学内容枯燥乏味，同时还存在：教师对于基础图件难以管理、学生对空间概念难以构建、对地质现象难以认知等问题。其次，野外实习学生拍摄的大量实地照片、手绘剖面、采样记录等在实习结束之后无法统一归纳收录，不同年份、不同机构的实习数据也无法实现交流共享，导致大量人工采集数据资料的浪费。除此之外，通常有非地质专业人群去地质公园、周口店实习基地等有地质意义的旅游景点游玩，而像地质构造、地质年代等专业性知识普通群体并未知晓，这些知识虽然对于地质研究者来说是简单的常识，可是对于非地质人员来说便是隔行如隔山，或者有些非地质专业人员想去地质公园看看，但又不想花费太多人力物力。由此可见，通过地质人员的知识库来对非地质人员进行普及是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种Web3D网络交流平台及其建设方法，解决现有传递系数法忽略土体的弹塑性本构特性、不考虑边坡几何形态、滑动面倾角变化对滑坡推力影响过大的缺陷。为了实现以上专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种Web3D网络交流平台，包括：三维展示模块、地图导航模块、资料库模块、论坛发帖模块和后端程序。三维展示模块：进行三维模型多角度展示与地质信息综合查询。根据实际位置提供三种显示方式：3D地形地貌图、1:5万地质图以及全国地质资料馆获取的1:25万地质图，用户可根据兴趣对这三种数据进行选取。同时能够对包括：地层模型、断裂模型、岩体模型的多种模型进行综合查询以及叠加显示。地图导航模块：提供了在线地图导航、POI定点与野外路线制定功能，为学生出野外带来了便利与安全保障。通过POI定点也可以随时上传野外收集到的数据，通过论坛在线与别人交流。资料库模块：提供了中国地质调查局、全国地质资料馆、POI数据库与用户数据库模块。针对野外实习地的实时新闻、报道与数据资料可供用户依据不同需求进行选取查看。平台借助公开的数据地质图、地形图、文本资料以及中国地质调查局的新闻资料，并结合无人机数据、遥感数据与其他GIS数据等形成野外实习交流网站界面。采用基于HTML5与网络图形库WebGL的技术方法将网站中内嵌3D交互。论坛发帖模块：专利技术使用JS搭建POI和标注注释与图片信息，从而实现多人在线、多人共享、定位定点、论坛发帖、实时更新互动、数据上传(实时照片、实时记录、实习心得、随笔记录)等人机交互功能，极大程度地实现了数据的收录及共享。同时，多人在线、聊天以及论坛版面可以使得在线人群自由交流实习经验。设置了发帖、回帖、删帖等交互功能，非地质人员只要打开在论坛发帖或群聊询问，有疑问的地质现象可以得到其他人的解答。后端程序模块：后台程序开发是采用php，使用DBHelper类，DBHelper的主要作用是处理在页面操作时的业务逻辑以及同数据库的交互，在服务器上运行，执行数据库查、插、删、改的操作。所述DBHelper类主要封装了如下接口：(1)insertAdd用于处理上传的图片(2)insert2用于处理用户输入的评论(3)select查询数据使用(4)delete删除评论(5)update更新评论；数据库使用的是MySQL，用是MyISAM引擎。本专利技术还公开了上述Web3D网络交流平台的建设方法，包括以下步骤：S1：收集公开数据，包括：地质图、地形图、文本资料、无人机数据、遥感数据、GIS数据和DEM数据；S2：对收集的数据进行集成与可视化表达；S2的具体步骤为：S21：针对不同的数据源，采取不同的建模手段，选择不同的数据模型，分别建立包括：遥感影像三维模型、数字高程模型、地质模型、地形模型和行政规划模型；S22：将不同格式的数据统一转换为3ds数据格式作为输入格式，为集成做准备；S23：运用Web3d虚拟现实技术最终完成了多源数据的集成与可视化表达，为接下来的Web3d平台研发做数据支撑。集成与可视化表达具体是：使用地质图数据以及无人机数据中的航测获取得到核心区遥感影像，并作了几何校正、图像配准、影像增强等数据预处理工作。首先在ArcScene中将核心区遥感影像与DEM数据叠加，通过将DEM数据的每个栅格点的值赋予遥感影像中相应的栅格点，将平面的遥感影像拉起，得到基于面的立体模型。S3：对教学辅助资料进行集成；S3的具体步骤为：S31：针对不同的教辅数据进行分类，根据数据形式分别设定本地教辅数据与网络教辅数据。S32：分别对本地教辅数据与网络教辅数据进行二级分类，包括文档、图片和视频类型。S33：针对分类后的数据的不同类型，进行格式分类，文档格式包括：doc、pdf、ppt、xls和txt；图片格式包括：jpg、png、raw、gif和swf；图片格式包括：rm、avi、mp4、mkv和wmv。S34：将分好类的本地教辅数据与网络教辅数据存入到MySQL数据库中，最终实现集成表达。进一步地，S23中为了保证数据的精度，在选择栅格分辨率时尽量的选择DEM最大分辨率，同时还要对该栅格影像进行质量增强的处理，以期让影像更细腻。最后将模型进行3D导出，另存为WRL格式，以便在3dsMax中进行下一步处理。该3D场景会生成一个WRL格式的文件及相应的影像瓦片。其次运行3dsMax软件，然后导入WRL格式的遥感影像3D场景，导入前需要提前根据影像的位置属性生成一个标准线框，该线框的坐标属性信息得以保留，借助标准线框对丢失坐标信息的遥感影像进行坐标校准，通过标准线框获取影像中心点的经纬度X、Y数值之后，手动输入精确的X、Y数值对遥感影像进行地理配准。校准完成后先收集WRL格式影像瓦片然后保存，最后通过3dsMax输出成*.obj和*.mtl格式。同时再将基于地质云的地质图数据构建的三维模型相应导出为该格式，便于使用WebGL在网页中绘制。为网页中二维和三维图形绘制环境提供支持，可以更流畅地展示3D场景和模型，创建复杂的导航和数据视觉化，并允许用户与之交互。与现有技术相比本专利技术的优点在于：可使学生全面认识实习区的区域地质概况，结合实习要求开展地形图认知、野外路线地质考查和填图，典型地质现象研究与分析等。这种线上教学方式打破了传统课堂式教育的方式，为学生乃至地质或非地质领域人员提供了学习交流的平台和工具。附图说明图1为本专利技术实施例总体技术路线图；图2为本专利技术实施例网站结构示意图；图3为本专利技术实施例多源数据架构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术实施例使用JavaScript脚本语言处理网页前端与用户的交互操作，从而实现了在线构建POI兴趣点、数据上传(实时照片、实时记录、实习心得、随笔记录)，本实施例构建了地大周口店野外实习Web3D交流平台，借助全国地质资料馆的公开数据(如地质图、地形图、勘查报告)以及中国地质调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Web3D网络交流平台，其特征在于，包括：三维展示模块、地图导航模块、资料库模块、论坛发帖模块和后端程序；三维展示模块：进行三维模型多角度展示与地质信息综合查询；根据实际位置提供三种显示方式：3D地形地貌图、1:5万地质图以及全国地质资料馆获取的1:25万地质图，用户可根据兴趣对这三种数据进行选取；同时能够对包括：地层模型、断裂模型、岩体模型的多种模型进行综合查询以及叠加显示；地图导航模块：提供了在线地图导航、POI定点与野外路线制定功能，为学生出野外带来了便利与安全保障；通过POI定点也可以随时上传野外收集到的数据，通过论坛在线与别人交流；资料库模块：提供了中国地质调查局、全国地质资料馆、POI数据库与用户数据库模块；针对野外实习地的实时新闻、报道与数据资料可供用户依据不同需求进行选取查看；平台借助公开的数据地质图、地形图、文本资料以及中国地质调查局的新闻资料，并结合无人机数据、遥感数据与其他GIS数据等形成野外实习交流网站界面；采用基于HTML5与网络图形库WebGL的技术方法将网站中内嵌3D交互；论坛发帖模块：使用JS搭建POI和标注注释与图片信息，从而实现多人在线、多人共享、定位定点、论坛发帖、实时更新互动和数据上传的人机交互功能，实现了数据的收录及共享；同时，具备多人在线、聊天以及在线人群自由交流实习经验的功能；后端程序模块：后台程序开发是采用php，使用DBHelper类，DBHelper的主要作用是处理我们在页面操作时的业务逻辑以及同数据库的交互，在服务器上运行，执行数据库查、插、删、改的操作。...

【技术特征摘要】
1.一种Web3D网络交流平台，其特征在于，包括：三维展示模块、地图导航模块、资料库模块、论坛发帖模块和后端程序；三维展示模块：进行三维模型多角度展示与地质信息综合查询；根据实际位置提供三种显示方式：3D地形地貌图、1:5万地质图以及全国地质资料馆获取的1:25万地质图，用户可根据兴趣对这三种数据进行选取；同时能够对包括：地层模型、断裂模型、岩体模型的多种模型进行综合查询以及叠加显示；地图导航模块：提供了在线地图导航、POI定点与野外路线制定功能，为学生出野外带来了便利与安全保障；通过POI定点也可以随时上传野外收集到的数据，通过论坛在线与别人交流；资料库模块：提供了中国地质调查局、全国地质资料馆、POI数据库与用户数据库模块；针对野外实习地的实时新闻、报道与数据资料可供用户依据不同需求进行选取查看；平台借助公开的数据地质图、地形图、文本资料以及中国地质调查局的新闻资料，并结合无人机数据、遥感数据与其他GIS数据等形成野外实习交流网站界面；采用基于HTML5与网络图形库WebGL的技术方法将网站中内嵌3D交互；论坛发帖模块：使用JS搭建POI和标注注释与图片信息，从而实现多人在线、多人共享、定位定点、论坛发帖、实时更新互动和数据上传的人机交互功能，实现了数据的收录及共享；同时，具备多人在线、聊天以及在线人群自由交流实习经验的功能；后端程序模块：后台程序开发是采用php，使用DBHelper类，DBHelper的主要作用是处理我们在页面操作时的业务逻辑以及同数据库的交互，在服务器上运行，执行数据库查、插、删、改的操作。2.根据权利要求1所述的一种Web3D网络交流平台，其特征在于：所述DBHelper类主要封装了如下接口：(1)insertAdd用于处理上传的图片(2)insert2用于处理用户输入的评论(3)select查询数据使用(4)delete删除评论(5)update更新评论；数据库使用的是MySQL，用是MyISAM引擎。3.根据权利要求1所述的一种Web3D网络交流平台的建设方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：收集公开数据，包括：地质图、地形图、文本资料、无人机数据、遥感数据、GIS数据和DEM数据；S2：对收集的数据进行集成与可视化表达；S2的具体步骤为：S21：针对不同的数据源，采取不同的建模手段，选择不同的数据模型，分别建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诗，陈建平，田毅，郑彦威，向杰，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11