基于WebGIS的虚拟校园系统开发与实现.doc

收稿日期：2008-4-02；修返日期：
作者简介：申屠晓名，男，杭州浙江，主要研究领域为虚拟现实技术；彭强，男，博士，教授，主要研究领域为计算机图形图像、视频压缩传输。

基于WebGIS的虚拟数字校园系统的开发与实现
申屠晓名，彭强
（西南交通大学信息科学与技术学院,成都610031)
摘要：详细介绍了基于WebGIS虚拟数字校园系统的开发与实现过程。本系统使用VRML技术创建了可漫游的虚拟校园环境,同时结合MapXtreme、Java技术将WebGIS引入到虚拟校园中，实现了三维场景与二维地图的同步定位、空间查询、导航漫游等功能,增强了虚拟校园的沉浸感与交互性。
关键词：虚拟校园;WebGIS；VRML
DesigningandDevelopingvirtualdigitalcampussystembasedonWebGIS
SHENTUxiao—ming,PENGqiang
(SchoolofInformationScienceandTechnology,SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu,China)
Abstract:DetailedrecommendtheexploitationandimplementionofvirtualdigitalcampussystembasedonWebGIS.VRMLtechnologyusedtocreatewanderredvirtualcampusenvironment，alseMapXtreme、javatechnologycombinedtointroduceWebGISintothevirtualcampus，realizethesynchronousposition、spatialquery、navigationwanderbetweenthree—dimensionsceneandtwo—dimensionmap,strengthentheimmersionandinteraction.
Keywords:virtualcampus；WebGIS;vrml
引言
虚拟校园是基于真实校园的一个三维虚拟环境，通过对现实大学三维景观和教学环境的数字化和虚拟化，使用户能以动态交互的方式在虚拟的三维环境中进行全方位的漫游，从而获得仿佛置身于真实校园的临境感.
基于GIS的虚拟校园有效地融合了地理信息技术、虚拟现实技术、遥感技术等高新技术,将校园地理信息与其它信息相结合.实现了校园景观漫游、导航，校园信息查询等功能，为用户提供了具有较强真实感、沉浸感、交互性的虚拟校园环境。
目前,从事虚拟校园研究的高校和研究机构很多，但从研究成果上看，其实现的功能多侧重于某一方面的应用。如基于B/S结构的虚拟校园［1—2］，能够提供开放的多用户访问环境，真实感强的三维场景,但在地理信息查询、导航等功能上不够完善；又如基于GIS的数字校园［3］，虽然可以实现强大的地理查询、导航等交互功能,但只有二维视觉效果。因此，有效地将两者相结合,构建一个基于B/S结构的具有三维视觉体验和地理信息导航功能的虚拟校园系统,将更好地体现虚拟校园的应用意义［4-5]。
本系统综合应用虚拟现实、地理信息系统、Java、数据库等多种技术,开发完成基于WebGIS的虚拟数字校园系统。其中使用VRML构建可漫游的三维虚拟校园场景,并将WebGIS技术引入其中，为其提供二维地图的同步导航、校园信息三维查询等多种交互功能.实现的虚拟校园系统可在Internet环境下，对西南交通大学犀浦校区进行多方位的展示。
1系统总体设计
虚拟校园系统采用B/S结构实现，在客户端完成三维场景的漫游以及二维地图的显示；服务器端主要负责地图的渲染与后台数据处理任务.具体开发软件及其应用包括:VRML完成三维场景的构建;MapInfo完成二维地图的绘制；Tomcat用于构建应用程序服务器;MapXtreme用来构建地图服务器；应用SQLServer创建校园信息数据库；使用JavaApplet实现客户端与服务器端的通信以及二维地图的显示。系统总体框架如图（1）所示.
由于VRML创建的虚拟世界和MapXtreme的地图都是通过浏览器发布,所以本系统通过网页的形式同时加载三维场景和二维地图。并在浏览器中使用JavaApplet程序作为三维场景、二维地图以及应用服务器相互通信的介质，JavaApplet通过调用VRML提供的EAI（ExternalAuthoringInterface)函数库实现对VRML场景的控制，同时作为MapXtreme支持的客户端运行模式，可以实现二维地图与地图服务器的交互以及数据处理.
图1。虚拟校园系统总体框架
本系统研究主要包括以下三方面:三维场景构建、二维地图实现、客户端/服务器通