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虚拟-现实一体化的三维显示方法及系统的制作方法专利

知嘟嘟专利转让网 2020-10-23 来源:中国专利局 编辑:知嘟嘟小编
本发明提供一种虚拟-现实一体化的三维显示方法,用于将虚拟的网络元素与现实的实体对象显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间。所述显示方法包括如下步骤一、将所述网络元素进行GIS化;二、将所述复合空间进行三维可视化。本发明还提供了另一种显示方法及系统。本发明用于将虚拟网络元素直观、全方位显示在现实空间,同时准确获取其空间位置及属性信息,用以研究其分布规律、及其移动的规律。专利说明虚拟-现实一体化的三维显示方法及系统[0001]本发明涉及地理信息
虚拟-现实一体化的三维显示方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种虚拟-现实一体化的三维显示方法,用于将虚拟的网络元素与现实的实体对象显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间。所述显示方法包括如下步骤:一、将所述网络元素进行GIS化;二、将所述复合空间进行三维可视化。本发明还提供了另一种显示方法及系统。本发明用于将虚拟网络元素直观、全方位显示在现实空间,同时准确获取其空间位置及属性信息,用以研究其分布规律、及其移动的规律。
【专利说明】虚拟-现实一体化的三维显示方法及系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及地理信息系统(GIS),尤其涉及一种虚拟-现实一体化的三维显示方 法及系统。

【背景技术】
[0002] 当前针对虚拟空间中的网络元素和现实空间中的实体对象研究,分别在GIS (地 理信息系统)与SNS(社交网络服务)两个领域内进行。
[0003] GIS分析网络资源的时空分布、网民行为空间规律及其与环境相关性等,不涉及 网络元素及其行为的虚拟空间结构与关系;而SNS则无需考虑网络要素现实空间的位置、 距离、方向等属性,而主要研究网络节点的拓扑结构,探讨网络结构统计规律与几何学特征 等,包括中心-边缘、幂律、介数、集聚度、连通度等。
[0004] 请参阅图1,所示为GIS与SNS的联合显示所形成的网络拓扑地图。其中,左侧为 网络元素的拓扑关系示意图,后侧通过地理属性字段,将目标动态投影到二维地图上。由于 互联网虚拟要素及其现实空间范围并非建立在统一坐标系及数据库之上(分别保存于IP 地址库与拓扑关系表中),现有T0P0+MP图只是一个双方关系的简单映射与象征组合。
[0005] 请参阅图2,所示为另一种虚拟与现实空间的现实结合示意图。通过对互联网中网 络元素及行为的拓扑测量与聚类分析,将形成的节点(簇)投影到地球表面。由于节点缺 乏空间坐标,其空间位置难以精确的体现,仅具有空间示意性。
[0006] 上述两种方案部分的解决了"虚拟-现实"空间互动的关系,但存在着以下问题: 首先,无法实现双重空间的一体化表达,未将双方要素及关系置于同一坐标系内,缺少空间 结构真实感,无法现实其相关性及复杂性;其次,缺少互联网中网络元素的现实空间坐标, 无法精确定位;第三,二维地图显示效果不佳,容易互相遮挡,信息量有限。
[0007] 因此,如何实现网络虚拟空间与现实空间的集成,成为未来互联网的一大关注热 点。


【发明内容】

[0008] 有鉴于此,本发明基于IP地理定位,提供一种虚拟-现实一体化的三维显示方法 及显示系统,用于更直观的显示虚拟的网络元素与现实的实体对象,并呈现于地理信息系 统(GIS)之中形成复合空间,以便查询与分析。
[0009] 本发明的一种虚拟-现实一体化的三维显示方法,用于将虚拟的网络元素与现实 的实体对象显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间,所述显示方法包括如下步骤: 一、将所述网络元素进行GIS化;二、将所述复合空间进行三维可视化。
[0010] 本发明的一种虚拟-现实一体化的三维显示方法,用于将虚拟的网络元素与现实 的实体对象显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间,所述地理信息系统包括三维电 子地图,所述显示方法包括:获取网络元素 IP地址;根据所述IP地址,定位所述网络元素 所在的经纬度;预设所述网络元素的层级规则,并将所述网络元素按所述规则逐层分级,其 中,所述层级包括物理层、网站层及用户层中的一种或多种;根据所述经纬度将所述网络元 素映射到所述三维电子地图的对应位置,并将其层级转换成相应逻辑高程值,以形成所述 网络元素的三维坐标,显示于所述地理信息系统中。
[0011] 本发明的一种虚拟-现实一体化的三维显示系统,用于将虚拟的网络元素与现实 的实体对象显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间,所述地理信息系统包括三维电 子地图,包括:IP获取模块,用于获取网络元素的IP地址;IP定位模块,用于根据所述IP地 址,定位所述网络元素所在的经纬度;属性分类模块,用于预设所述网络元素的层级规则, 并将所述网络元素逐层分级,其中,所述层级包括物理层、网站层及用户层中的一种或多 种;映射模块,用于根据所述经纬度将所述网络元素映射到所述三维电子地图的对应位置, 并将其层级转换成相应逻辑高程值,以形成所述网络元素的三维空间坐标,显示于所述地 理信息统中。
[0012] 本发明通过IP地理定位技术,将虚拟的网络元素与现实的实体对象显示于地理 信息系统(GIS)之中形成复合空间,更加直观、全方位,同时通过准确获取网络元素的空间 位置及属性信息,可以更好的研究其分布规律、及移动的规律。

【专利附图】

【附图说明】
[0013] 图1是【背景技术】中虚拟空间与现实空间相结合的一种显示方式示意图。
[0014] 图2是【背景技术】中虚拟空间与现实空间相结合的另一显示方式示意图。
[0015] 图3是本发明中"虚拟-现实"一体化显示方法的流程示意图。
[0016] 图4是本发明中"虚拟-现实"一体化的CYBER-GIS空间逻辑示意图。
[0017] 图5是本发明中"虚拟-现实"一体化的CYBER-GIS数据模型示意图。
[0018] 图6是本发明中"虚拟-现实"一体化的CYBER-GIS数据表组织逻辑结构示意图。 [0019] 图7是本发明中"虚拟-现实"一体化显示方法的另一流程示意图。
[0020] 图8是本发明中"虚拟-现实"一体化显示系统的模块示意图。
[0021] 图9是本发明中网络元素在CYBER-GIS中的剖面示例图。

【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施 例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发 明,并不用于限定本发明。
[0023] 本发明中旨在利用IP地理定位原理,提供一种用于网络元素的GIS三维显示方法 及显示系统,用于将虚拟网络元素直观、全方位显示在现实空间方法,准确获取其空间位置 信息及属性信息,用以研究其分布规律、及其移动的规律,实现虚拟空间与现实空间的可视 化、双向查询、及分析预测。
[0024] 在本发明中,网络元素,是指在网络中拥有IP地址的物理设备、网站、及用户的网 络身份(如QQ用户名及密码)等,当其与网络进行连接时,会被暂时或永久性分配IP地址 的元素。其中,网络元素的属性,通常是指网络元素中的功能、用途、产品类别等属性。
[0025] 实施例1
[0026] 请参阅图3,所示为本发明中"虚拟-现实"一体化显示方法示意图。所述显示方 法,用于将虚拟的网络元素与现实的实体对象显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空 间,主要包括两个步骤:其一是:将虚拟空间的网络元素进行GIS化;其二是:复合空间进 行三维可视化。具体而言:
[0027] -、将虚拟空间的网络元素进行GIS化
[0028] 面对互联网"虚拟-现实"空间相互交织结合的态势,需要对传统GIS数据功能进 行虚拟化扩展,解决网络元素及行为在现实空间的映射。
[0029] 如图4所示的"虚拟-现实"一体化的CYBER-GIS空间逻辑,本实施例中,对GIS传 统数据结构加以扩展,将现实空间(X,Y)、网络空间(IP)及其虚拟属性置于统一管理框架 内,实现网络元素与现实位置的完整表达。在此基础上,对网络元素进行逻辑特征分类,作 为高程(Z)值,根据其IP的经纬度,垂直投影到三维地球表面,形成三维"虚拟-现实"的 空间坐标系。
[0030] 在步骤S301中,进行互联网的全局测绘与信息采集。
[0031] 可以理解的是,以IP作为网络的维度,通过IP空间定位及网络属性采集,建立互 联网网络元素的"虚拟-现实"空间数据库,将网络空间各种要素及行为纳入到现有的GIS 体系中。
[0032] 在步骤S302中,将网络元素进行分层分区。
[0033] 可以理解的是,根据逻辑规则对网络元素进行分类,一级类别包括:物理层(Z1)、 管理层(Z2)、网站层(Z3)、及用户层(Z4)等,再行细分为二级、三级等类别,分别进行编码 (Z1-Z11-Z111,Z2-Z22-Z222)作为其"逻辑高程";
[0034] 在三维数字地球坐标系中,以网络元素的IP经纬度为坐标,垂直投影到地球表 面,以其网络类别(Z)为高程值,确定网络元素的地理空间位置;
[0035] 根据网络元素类别确定其图标,根据IP地址逻辑关系,确定IP节点间连接结构;
[0036] 将上述网络元素及其结构,按照其【经度纬度+逻辑高程】之三维坐标以及类别图 标,显示在三维GIS系统中。
[0037] 在步骤S303中,建立虚拟空间中网络元素的数据模型。
[0038] 在本实施例中,对现实世界和虚拟空间进行面向对象的建模和管理,采用现实和 虚拟对象类,分别对现实世界和虚拟空间的数据进行统一的表达,并针对其几何、语义、以 及属性等数据的统一管理。
[0039] 如图5的"虚拟-现实"一体化的CYBER-GIS数据模型所示,CYBER-GIS数据库由 多个工程组成,每个工程可以根据范围划分为多个分组,由多个数据集组成,包括遥感图像 数据集、三维矢量数据集、语义拓扑数据集和虚拟要素数据集等,每个数据集都具有相同的 空间参考系。
[0040] 对于虚拟网络元素的数据集的管理,本文建立"虚拟网络元素层_>网络元素类_> 网络元素基本数据_>网络元素属性数据_>网络元素拓扑关系数据"的数据表结构。虚拟 网络元素层可以划分为管理层、物理层、网站层、和用户层,由多个虚拟要素对象聚合而成。 虚拟空间网络元素类,是对虚拟空间进行分类组织与抽象表达,是具有相同属性的虚拟网 络元素的集合。虚拟网络元素包括虚拟网络元素几何数据、属性数据和语义拓扑数据,这些 数据通过虚拟网络空间对象的IP进行关联。虚拟网络元素数据表中记录其IP、经纬度、高 程、三维形状等信息;虚拟属性表中记录每个虚拟网络元素所有字段的属性数据;虚拟对 象语义拓扑关系表记录同一层次要素对象的拓扑关系,包括关联关系、连接关系等。
[0041] 在步骤S304中,进行复合空间的数据表设计。
[0042] 在本实施方式中,在虚实一体化CYBER-GIS数据模型基础上,结合对象关系特性 进行数据逻辑结构的设计。CYBER-GIS数据库以"现实要素类"和"虚拟要素类"为核心,以 "工程_>分区_>要素类_>要素结合(几何+语义+拓扑+属性)"的层级结构,实现复合 空间数据的基本组织,数据表组织逻辑结构如图6所示。
[0043] 复合空间CYBER-GIS的数据结构,包括【X,Y】+【IP】+【现实属性】+【虚拟属性】 +【虚拟高程】,以IP为标识,建立包含互联网资源、用户、内容、应用的空间数据库。
[0044] 其中,网络元素包括物理层(设备、网络、终端、服务器、存储);互联网管理层;用 户及网站应用层,网站应用层再分为:新闻、社交,商务,政务,通信,发布,娱乐等。
[0045] 网络元素属性表的结构如下:
[0046]

【权利要求】
1. 一种虚拟-现实一体化的三维显示方法,用于将虚拟的网络元素与现实的实体对象 显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间,其特征在于,所述显示方法包括如下步骤: 一、 将所述网络元素进行GIS化; 二、 将所述复合空间进行三维可视化。
2. 如权利要求1所述的显示方法,其特征在于,所述将网络元素进行GIS化的步骤包 括: 将互联网进行全局测绘与信息采集; 将网络元素进行分层分区; 建立虚拟空间中网络元素的数据模型。
3. 如权利要求2所述的显示方法,其特征在于,所述将网络元素进行GIS化的步骤还包 括:建立数据表设计,用于存储虚拟空间中的各网络元素的对应关系。
4. 如权利要求1所述的显示方法,其特征在于,将复合空间进行三维可视化的步骤包 括: 建立三维复合数字地球; 对虚拟空间中的网络元素进行多层次分类表达; 对虚拟空间中的网络元素进行三维动态绘制; 根据虚拟空间与现实空间中各网络元素与/或实体对象之间的关联,进行查询分析。
5. -种虚拟-现实一体化的三维显示方法,用于将虚拟的网络元素与现实的实体对象 显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间,所述地理信息系统包括三维电子地图,其 特征在于,所述显示方法包括: 获取网络元素 IP地址; 根据所述IP地址,定位所述网络元素所在的经纬度; 预设所述网络元素的层级规则,并将所述网络元素按所述规则逐层分级,其中,所述层 级包括物理层、网站层及用户层中的一种或多种; 根据所述经纬度将所述网络元素映射到所述三维电子地图的对应位置,并将其层级转 换成相应逻辑高程值,以形成所述网络元素的三维坐标,显示于所述地理信息系统中。
6. 如权利要求5所述的显示方法,其特征在于,所述层级包括至少三层,且最终层级用 于区分网络元素的个体,其他各层级用于区分网络元素的种类。
7. 如权利要求5所述的显示方法,其特征在于,所述逻辑高程值为所述网络元素距离 假定水准基面的高度。
8. 如权利要求5所述的显示方法,其特征在于,由存储模块存储所述网络元素的历史 经纬度,用于显示所述网络元素的移动规律。
9. 一种虚拟-现实一体化的三维显示系统,用于将虚拟的网络元素与现实的实体对象 显示于地理信息系统(GIS)之中形成复合空间,所述地理信息系统包括三维电子地图,其 特征在于,包括 : IP获取模块,用于获取网络元素的IP地址; IP定位模块,用于根据所述IP地址,定位所述网络元素所在的经纬度; 属性分类模块,用于预设所述网络元素的层级规则,并将所述网络元素逐层分级,其 中,所述层级包括物理层、网站层及用户层中的一种或多种; 映射模块,用于根据所述经纬度将所述网络元素映射到所述三维电子地图的对应位 置,并将其层级转换成相应逻辑高程值,以形成所述网络元素的三维空间坐标,显示于所述 地理信息统中。
10. 如权利要求9所述的显示系统,其特征在于,所述层级至少包括三层,且最终层级 用于区分网络元素的个体,其他各层级用于区分网络元素的种类。
11. 如权利要求10所述的显示系统,其特征在于,所述逻辑高程值为所述网络元素距 离假定水准基面的高度。
12. 如权利要求9所述的显示系统,其特征在于,还包括存储模块,用于记录所述网络 元素的历史经纬度,用于显示所述网络元素的移动规律。
【文档编号】G06F17/30GK104063466SQ201410299650
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】修文群 申请人:深圳先进技术研究院
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