基于Unity3D的松花江哈爾濱段水污染突發(fā)事件的應(yīng)用研究

【摘要】：近年來,隨著我國城市化的不斷加快,突發(fā)性水污染事件已成為我國用水安全和水環(huán)境質(zhì)量的一個潛在威脅。突發(fā)性水污染事件一旦發(fā)生,引發(fā)的環(huán)境問題將十分嚴(yán)重。松花江流域哈爾濱轄區(qū)段流域點源眾多、面源分散,溝渠、河流、監(jiān)測點等水環(huán)境信息復(fù)雜,當(dāng)江面發(fā)生突發(fā)性江水污染事故時,傳統(tǒng)的環(huán)境管理方式很難準(zhǔn)確描述出監(jiān)測范圍內(nèi)任意一監(jiān)測點的水質(zhì)狀況,無法逼真的展示當(dāng)前污染狀態(tài),因此需要利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對突發(fā)性水污染事件虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)展開研究。本文以松花江哈爾濱段為研究范圍,通過SketchUp構(gòu)建三維模型和SQL Server建立屬性庫,并應(yīng)用Unity3D開發(fā)引擎建立了虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的界面交互、場景編輯、添加腳本等方面的優(yōu)勢,提出了基于Unity3D的松花江哈爾濱段水污染突發(fā)事件虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)的設(shè)計思路和開發(fā)方法,并實現(xiàn)了空間漫游、屬性查詢、距離量算等GIS基本功能及利用粒子系統(tǒng)對污染物在江水中的擴(kuò)散模擬。所以將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到水污染突發(fā)事件模擬中去,將是今后虛擬現(xiàn)實環(huán)境監(jiān)測程序的一個趨勢。對該應(yīng)用系統(tǒng)的研究將為資源環(huán)境監(jiān)測部門對于松花江水污染的可視化管理作為技術(shù)參考。 【關(guān)鍵詞】：突發(fā)性水污染事件 Unity3D 虛擬現(xiàn)實技術(shù) VRGIS 粒子系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P208;X52
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線11-13
• 1.4.1 研究內(nèi)容11-12
• 1.4.2 技術(shù)路線12-13
• 第2章 研究區(qū)域概況及系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)概述13-22
• 2.1 松花江哈爾濱段概況13-14
• 2.1.1 松花江哈爾濱段地理位置概況13-14
• 2.1.2 松花江哈爾濱段地形地貌概況14
• 2.1.3 松花江哈爾濱段水文特征14
• 2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述14-17
• 2.2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念14-15
• 2.2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)特征15
• 2.2.3 虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵技術(shù)15-16
• 2.2.4 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成16
• 2.2.5 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域16-17
• 2.3 虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)概述17-18
• 2.3.1 虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)概念17
• 2.3.2 虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)特征17
• 2.3.3 虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)在突發(fā)性水污染事件的應(yīng)用17-18
• 2.4 系統(tǒng)應(yīng)用軟件概述18-20
• 2.4.1 ArcGIS平臺概述18-19
• 2.4.2 SketchUp建模工具概述19
• 2.4.3 SQL Server數(shù)據(jù)庫概述19
• 2.4.4 Unity3D引擎概述19-20
• 2.5 虛擬現(xiàn)實引擎概述及主流引擎特點對比分析20-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第3章 系統(tǒng)的總體設(shè)計22-28
• 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計22-23
• 3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計23-24
• 3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計24-27
• 3.3.1 數(shù)據(jù)的來源與組織24-25
• 3.3.2 數(shù)據(jù)庫所用表結(jié)構(gòu)設(shè)計25
• 3.3.3 基于ADO.NET的數(shù)據(jù)訪問機制25-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 第4章 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及功能實現(xiàn)28-48
• 4.1 利用SketchUp對松花江哈爾濱段地形模型的制作28
• 4.1.1 SketchUp制作地形的方法28
• 4.1.2 多種軟件聯(lián)合建模28
• 4.2 模型制作與三維場景的建立28-31
• 4.2.1 地形模型制作29
• 4.2.2 地物模型制作29-31
• 4.3 虛擬漫游功能實現(xiàn)31-35
• 4.3.1 漫游碰撞檢測技術(shù)31-33
• 4.3.2 Unity3D中漫游功能的實現(xiàn)33-35
• 4.4 基礎(chǔ)GIS功能實現(xiàn)35-39
• 4.4.1 縮略小地圖功能35-36
• 4.4.2 空間查詢功能36-38
• 4.4.3 距離量算功能38-39
• 4.5 粒子系統(tǒng)的應(yīng)用研究39-41
• 4.5.1 粒子系統(tǒng)概述39
• 4.5.2 粒子系統(tǒng)的基本原理39-40
• 4.5.3 粒子系統(tǒng)的基本組成40-41
• 4.5.4 粒子系統(tǒng)在水污染事件模擬中的應(yīng)用41
• 4.6 一維擴(kuò)散模型在粒子系統(tǒng)的應(yīng)用41-45
• 4.6.1 連續(xù)點源一維擴(kuò)散模型簡介41-42
• 4.6.2 利用粒子系統(tǒng)對污染物的設(shè)計與實現(xiàn)42-45
• 4.7 污染模擬實例45-46
• 4.8 虛擬場景渲染優(yōu)化46-47
• 4.8.1 降低渲染級別46
• 4.8.2 減少占用資源大小46
• 4.8.3 后臺內(nèi)存優(yōu)化46-47
• 4.9 本章小結(jié)47-48
• 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-53
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文53-55
• 致謝55

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