（建筑工程管理）道路工 程网络三维交互式可视化 关键技术及应用 摘 要 道路工程网络三维可视化技术是实现道路工程领域信息化、可 视化的一项重要内容，在道路工程的应用可以贯穿设计、建设及运 营的全生命周期，具有重要的研究意义。本文综合应用了道路路线 设计、计算机网络技术、计算机图形学、网络地理信息系统等理论 和方法，针对道路工程网络三维可视化中道路三维模型构建、网络 框架总体设计、海量三维模型数据的调度与快速传输以及与网络地 理信息系统的集成等难点问题进行了深入的研究。主要研究内容和 成果如下： (1) 在分析和对比几种常用的计算机网络模型及体系结构的基 础上，设计了适用于道路工程网络三维可视化需求的基于 HTTP 协 议的 B/S 模式三层网络框架。 (2) 采用几何三维模型构建技术，快速高效地实现了组成道路 三维场景各要素模型的构建，为道路工程网络三维可视化提供了模 型基础。 (3) 提出并实现了一种面向海量模型数据网络快速传输的多分 辨率简化算法，在服务器端将原始三维模型分解为最粗糙模型和一 系列细节层次记录，并且最粗糙模型在客户端具有自动恢复到原始 模型的能力。结合离散化处理、数据缓存、数据压缩等技术进一步 提高了海量模型数据的传输速度。 (4) 研究了基于较高性能 GPU 的客户端三维模型快速绘制方法， 运用显示列表、VBO 等技术提高了复杂道路三维场景在客户端绘制 效率，分析讨论了 GPU 可编程技术在道路工程网络三维可视化中的 应用前景。 (5) 提出了一种基于 MapXtreme 和 Ajax 技术的道路工程网络 地理信息系统构建方法，重点研究了道路工程网络三维可视化系统 与之集成和通信的机制，并实现了在 B/S 模式的客户端三维交互式 场景和二维电子地图中，针对道路设计和建设信息的远程快速查询。 (6) 综合运用以上所述方法和技术，在导师的指导和其他同学 的协助下，采用 J2EE、Jogl 等开发工具，结合 Web3D 与 WebGIS 技术开发了基于 B/S 架构的高速公路建设信息可视化查询 平台，并将该平台应用于高速公路建设管理中，实践证明了本文所 述关于道路三维网络可视化的理论和方法的正确性。 关键词：道路，三维网络可视化，模型简化与调度， Jogl，WebGIS 目录 第一章 绪 论6 1.1 引言6 1.2 研究目的及意义7 1.3 国内外研究现状7 1.3.1 道路三维建模7 1.3.2 道路模型视相关简化8 1.3.3 网络框架总体设计9 1.3.4 客户端渲染引擎10 1.4 主要研究内容13 1.5 论文结构14 第二章 网络框架总体设计17 2.1 概述17 2.2 计算机网络模型与协议17 2.2.1 OSI 模型17 2.2.2 TCP/IP 协议18 2.2.3 HTTP 协议19 2.3 计算机网络体系结构19 2.3.1 Client/Server 结构 20 2.3.2 Browser/Server 结构20 2.3.3 C/S 与 B/S 结构比较21 2.4 系统开发环境选型22 2.4.1 客户端22 2.4.2 服务器端23 2.4.3 数据库24 2.4 整体框架和功能逻辑设计26 2.5 本章小结27 第三章 道路三维建模 28 3.1 三维模型的构建方法303328 3.1.2 概述28 3.1.2 路线场景三维模型总体构建方法 31 3.2 地形三维模型