CN105701851B - 一种基于地理信息的三维渲染引擎系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，涉及地理信息处理和应用技术领域，其特征在于该系统是由渲染实体管理模块、渲染驱动模块、渲染操作抽象模块和渲染操作模块构成一个完整的系统。该系统实现了几何数据格式与OGC国际标准兼容，能够与OGC国际标准定义的几何对象进行相互转换。同时，可以在渲染过程中可提升渲染效率，使地理信息数据能够进行多平台数据共享；为不同行业的深度应用提供了一个可靠的基础平台。为在实现虚拟现实环境表现等诸多项目中应用起到了展示与宣传，辅助销售，辅助办公等作用。

Description

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统

技术领域

本发明涉及地理信息技术领域，特别涉及一种基于地理信息数据的管理，空间数据组织、检索与分析，三维实体对象的组织与管理，海量数据的高效调度和模型、纹理共享，将地理信息数据进行三维仿真形式应用的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统。

背景技术

地理信息系统(GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。而这种技术可以应用在房地产领域中的建筑漫游，如房地产漫游，小区浏览，楼盘漫游，三维虚拟样板房等房地产虚拟现实三维展示；在规划领域中可以应用在市政规划，城市规划，城市形象展示，数字化城市，城市数字化工程，园区规划，场馆建设等；在园林领域可以用于园林场景的景区宣传，旅游景点开发，地形地貌表现，国家公园，森林公园，自然文化遗产保护，历史文化遗产记录，园区景观规划，场馆绿化，小区绿化，楼盘景观展示等。

从以上的实际应用案例可以看到，GIS技术的应用领域非常广泛，不论在专业领域还是面向大众服务领域，都有很好的应用前景。但是，不论在哪方面的应用，都离不开地理信息数据的展示。相比之前以图表或二维几何图形的方式进行展示，基于三维虚拟现实技术将地理信息数据进行更直观、真实地进行表达，无疑会起到更积极的作用，也是地理信息技术发展的必然趋势。

众所周知，地理信息数据是海量的、无序的。要想将地理信息数据以三维的形式进行表达，我们必须构建一个性能强劲的基于地理信息的三维渲染引擎系统，交互式地将地理信息数据呈现给用户。它能够提供高效的显示大型场景的能力，能够最小化处理过程，让GPU花费的时间和内存最小，同时还要在有限的时间范围内满足我们对图形质量的要求。

为了达到这些目的，渲染引擎通常具备平截头体裁剪、遮挡查询、LOD选择、分页调度等技术。除了这些常用的技术外，一个基于地理信息的三维渲染引擎系统要解决的核心问题是如何将地理信息的属性数据、二维数据和三维数据进行一体化管理。

目前，还没有一个完善的系统可以同时解决基于地理信息数据的二、三维数据一体化管理，空间数据检索与分析，三维场景的组织与管理，海量数据的调度和模型纹理共享等技术问题；同时，可以在渲染过程中提升渲染效率，使地理信息数据能够进行多平台数据共享；为不同行业的深度应用提供了一个可靠的基础平台。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术难题，高效流畅地展示三维地理信息数据并在诸多领域中进行具有实际意义的三维空间分析与应用。

本发明实施例提供一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，该系统是由渲染实体管理模块、渲染驱动模块、渲染操作抽象模块和渲染操作模块构成；其中：

所述渲染实体管理模块用于对场景中的实体对象及其渲染符号、渲染方式进行管理，对海量数据进行调度管理，对三维地形数据进行动态构建、调整，对粒子系统进行效果管理，管理、更新场景中的动态对象，对三维场景进行空间分析，对场景动画进行巡航、录制；

所述渲染驱动模块用于三维场景组织、管理，场景裁剪过滤，场景碰撞检测，对各种渲染状态进行管理、分类，控制、传递消息循环，提供基础的渲染对象，管理硬件资源，提供计时服务；

所述渲染操作抽象模块：抽象了图形接口渲染所需的渲染数据、渲染状态、渲染操作；

所述渲染操作模块：针对不同的图形接口进行不同的操作，将处理后的渲染数据传输至图形接口系统中进行显示。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述渲染实体管理模块是由数据调度子模块、实体对象管理子模块、渲染对象管理子模块、特效管理子模块构成，其中：

所述数据调度子模块用于：与外界的资源调配系统连接，利用调度节点判断该节点是否需要调度数据，如果需要根据数据的来源进行数据调度，如果不需要则放弃；在数据调度过程中有效的控制内存池使用量，只加载在相机可视范围内的数据，及时卸载相机可视范围以外的数据；

所述实体对象管理子模块：将地理信息数据抽象为实体对象模型，为用户提供了实体操作的接口，使用户管理场景中的实体对象；设置实体对象的属性；管理渲染对象在场景中的生命周期；

所述渲染对象管理子模块：负责将几何图形转换为图形接口可使用的数据格式；将显示风格转换为图形接口可使用的渲染状态；将图像转换为图形接口可使用的纹理数据；

所述特效管理子模块：用于管理三维场景中的声音特效和视觉特效。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述渲染驱动模块是由场景管理子模块、渲染单元管理子模块、渲染状态管理子模块、碰撞检测子模块、消息控制子模块和硬件资源管理子模块构成，其中：

所述场景管理子模块：将实体对象管理的渲染对象应用到场景中；管理场景中的渲染对象，用于场景的裁剪、碰撞分析、显示操作；

所述渲染单元管理子模块：管理了经过裁剪后，最终要显示的所有渲染对象的渲染单元。

所述渲染状态管理子模块：将经过裁剪后需要显示的渲染单元的渲染状态进行分类排序，减少图形接口对渲染状态的切换频率，以提升系统的渲染性能；

所述碰撞检测子模块：采用碰撞检测方法判断实体对象与实体对象之间的拓扑关系，其中所述的碰撞检测方法可为BSP树及包围盒碰撞检测方法、BVTree及包围盒碰撞检测方法、Grid及包围盒碰撞检测方法；

所述消息控制子模块：将用户输入的消息和系统产生的消息进行过滤和传递；控制消息传递的深度；转换消息传递的类型；

所述硬件资源管理子模块：通过管理硬件中显卡内存的创建、更新、删除，控制显卡内存的使用率。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述渲染操作抽象模块是由硬件资源抽象子模块、渲染资源抽象子模块、渲染操作抽象模块、着色器抽象子模块和插件管理子模块构成，其中：

所述硬件资源抽象子模块：对硬件资源对象及其使用方法进行抽象处理；

所述渲染资源抽象子模块：对渲染资源对象及其使用方法进行抽象处理；

所述渲染操作抽象模块：对渲染资源的使用方法进行抽象处理；

所述着色器抽象子模块：对顶点着色器和片段着色器及其使用方法进行抽象处理；

所述插件管理子模块：负责加载并管理渲染操作模块的各个子模块。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述内存池的空间使用量是根据硬件内存容量的大小而自动设置，其内存池容量在硬件内存值的占有率为35％-90％；所述管理实体对象的属性可为几何形状、显示风格、图像；所述管理的对象可为地形对象，静态实体对象，动态实体对象；

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，其特征在于所述内存池的空间使用量是根据硬件内存容量的大小而自动设置，其内存池容量在硬件内存值的占有率为35％-90％；所述设置实体对象的属性能够为几何形状、显示风格、图像。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述显卡内存的使用率范围在35％-90％。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述渲染操作模块可以扩展实现到的图形接口包括OpenGL、OpenGLES、Direct3D。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述基于地理信息的三维渲染引擎系统可与资源请求调配系统，基础功能系统，图形接口系统相连接，其中资源请求调配系统为不同的线程分配请求资源，并查询获取数据，将数据传输至基于地理信息的三维渲染引擎系统中，基于地理信息的三维渲染引擎系统对三维场景所需的数据进行组织、调度和管理，并快速将地理信息数据以三维仿真的形式进行展示并应用；基础功能系统可为基于地理信息的三维渲染引擎系统提供基础处理；基于地理信息的三维渲染引擎系统将不同类别的数据传输至图形接口系统中，图形接口系统对数据进行相应处理后，可显示出图形信息。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述资源请求调配系统中数据调配的处理方式为本地缓存调配处理方式，互联网调配处理方式，局域网调配处理方式；

当资源请求调配系统从互联网调取数据信息时，通过互联网传输的数据进行数据校验，防止数据篡改和传输的错误，并将正确的数据转换为GIS对象数据，利用缓存子模块进行数据缓存；

所述资源请求调配系统可将传输的数据在基础功能系统中进行处理，转换为模型数据、纹理数据进行数据传输。

由此可见：

本发明实施例中的系统可以有效的解决基于地理信息数据的二、三维数据一体化管理，空间数据组织、检索与分析，三维场景的组织与管理，海量数据的调度和模型纹理共享等技术问题。同时，实现了几何数据格式与OGC国际标准兼容，能够与OGC国际标准定义的几何对象进行相互转换。同时，可以在渲染过程中可提升渲染效率，使地理信息数据能够进行多平台数据共享；为不同行业的深度应用提供了一个可靠的基础平台。为在实现虚拟现实环境表现等诸多项目中应用起到了展示与宣传，辅助销售，辅助办公等作用。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的基于地理信息的三维渲染引擎系统结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的渲染实体管理模块的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的渲染驱动模块的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的渲染操作抽象模块的结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的基于地理信息的三维渲染引擎系统与其它系统连接关系的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

图1为本实施例提供的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统的结构示意图。如图1所示，一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，该系统是由渲染实体管理模块、渲染驱动模块、渲染操作抽象模块和渲染操作模块构成；其中：

所述渲染实体管理模块用于对场景中的实体对象及其渲染符号、渲染方式进行管理，对海量数据进行调度管理，对三维地形数据进行动态构建、调整，对粒子系统进行效果管理，管理、更新场景中的动态对象，对三维场景进行空间分析，对场景动画进行巡航、录制；

所述渲染驱动模块用于三维场景组织、管理，场景裁剪过滤，场景碰撞检测，对各种渲染状态进行管理、分类，控制、传递消息循环,提供基础的渲染对象，管理硬件资源，提供计时服务；

所述渲染操作抽象模块：抽象了图形接口渲染所需的渲染数据、渲染状态、渲染操作；

所述渲染操作模块：块针对不同的图形接口进行不同的操作，将处理后的渲染数据传输至图形接口系统中进行显示。

如图2所示的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述渲染实体管理模块是由数据调度子模块、实体对象管理子模块、渲染对象管理子模块、特效管理子模块构成，其中：

所述数据调度子模块用于：与外界的资源调配系统连接，利用调度节点判断该节点是否需要调度数据，如果需要根据数据的来源进行数据调度，如果不需要则放弃；在数据调度过程中有效的控制内存池使用量，只加载在相机可视范围内的数据，及时卸载相机可视范围以外的数据；

所述实体对象管理子模块：将地理信息数据抽象为实体对象模型，为用户提供了实体操作的接口，使用户管理场景中的实体对象；设置实体对象的属性；管理渲染对象在场景中的生命周期；

所述渲染对象管理子模块：负责将几何图形转换为图形接口可使用的数据格式；将显示风格转换为图形接口可使用的渲染状态；将图像转换为图形接口可使用的纹理数据；

所述特效管理子模块：用于管理三维场景中的声音特效和视觉特效。

如图3所示的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述渲染驱动模块是由场景管理子模块、渲染单元管理子模块、渲染状态管理子模块、碰撞检测子模块、消息控制子模块和硬件资源管理子模块构成，其中：

所述场景管理子模块：将实体对象管理的渲染对象应用到场景中；管理场景中的渲染对象，用于场景的裁剪、碰撞分析、显示操作；

所述渲染单元管理子模块：管理了经过裁剪后，最终要显示的所有渲染对象的渲染单元。

所述渲染状态管理子模块：将经过裁剪后需要显示的渲染单元的渲染状态进行分类排序，减少图形接口对渲染状态的切换频率，以提升系统的渲染性能；

所述碰撞检测子模块：采用碰撞检测方法判断实体对象与实体对象之间的拓扑关系，其中所述的碰撞检测方法可为BSP树及包围盒碰撞检测方法、BVTree及包围盒碰撞检测方法、Grid及包围盒碰撞检测方法；

所述消息控制子模块：将用户输入的消息和系统产生的消息进行过滤和传递；控制消息传递的深度；转换消息传递的类型；

所述硬件资源管理子模块：通过管理硬件中显卡内存的创建、更新、删除，控制显卡内存的使用率。

如图4所示的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述渲染操作抽象模块是由硬件资源抽象子模块、渲染资源抽象子模块、渲染操作抽象模块、着色器抽象子模块和插件管理子模块构成，其中：

所述硬件资源抽象子模块：对硬件资源对象及其使用方法进行抽象处理；

所述渲染资源抽象子模块：对渲染资源对象及其使用方法进行抽象处理；

所述渲染操作抽象模块：对渲染资源的使用方法进行抽象处理；

所述着色器抽象子模块：对顶点着色器和片段着色器及其使用方法进行抽象处理；

所述插件管理子模块：负责加载并管理渲染操作模块的各个子模块。

在具体实施例中所述内存池的空间使用量是根据硬件内存容量的大小而自动设置，其内存池容量在硬件内存值的占有率为35％-90％。

在具体实施例中所述设置实体对象的属性能够为几何形状、显示风格、字体、图像。

在具体实施例中所述管理的对象可为地形对象管理，静态实体对象管理，动态实体对象管理。

在具体实施例中所述显卡内存的使用率范围在35％-90％。

在具体实施例中所述渲染操作模块可以扩展实现到的图形接口包括OpenGL、OpenGLES、Direct3D。

如图5所示的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，所述基于地理信息的三维渲染引擎系统可与资源请求调配系统，基础功能系统，图形接口系统相连接，其中资源请求调配系统为不同的线程分配请求资源，并查询获取数据，将数据传输至基于地理信息的三维渲染引擎系统中，基于地理信息的三维渲染引擎系统对三维场景所需的数据进行组织、调度和管理，并快速将地理信息数据以三维仿真的形式进行展示并应用；基础功能系统可为基于地理信息的三维渲染引擎系统提供基础处理；基于地理信息的三维渲染引擎系统将不同类别的数据传输至图形接口系统中，图形接口系统对数据进行相应处理后，可显示出图形信息。

在具体实施例中所述资源请求调配系统中数据调配的处理方式为本地缓存调配处理方式，互联网调配处理方式，局域网调配处理方式。

在具体实施例中当资源请求调配系统从互联网调取数据信息时，通过互联网传输的数据进行数据校验，防止数据篡改和传输的错误，并将正确的数据转换为GIS对象数据，利用缓存子模块进行数据缓存。

在具体实施例中所述资源请求调配系统可将传输的数据在基础功能系统中进行处理，转换为模型数据、纹理数据进行数据传输。

下面以一个更具体的一个细节方面的例子来对本技术进行详细描述。

一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，该系统是由渲染实体管理模块、渲染驱动模块、渲染操作抽象模块和渲染操作模块构成的一个完整的系统。

渲染实体管理模块用于对场景中的实体对象及其渲染符号和渲染方式进行管理，对海量数据进行高效的调度管理，对三维地形数据进行动态构建和调整，对粒子系统进行效果管理，管理和更新场景中的动态对象，对三维场景进行空间分析，对场景动画进行巡航和录制。具体操作为：首先，用户先对渲染引擎进行初始化，初始化过程中，渲染操作抽象模块会加载渲染操作模块的各个子模块，并由用户指定使用哪种图形接口进行数据渲染。然后，由用户利用实体对象管理子模块的接口创建GIS实体对象，由于渲染引擎的多线程复杂性，GIS实体对象创建后，实体对象管理子模块会自动将实体对象管理的渲染对象添加到场景中，而不需要用户参与。接着，用户可以利用实体对象管理子模块设置实体的显示风格。实体对象管理子模块会进一步通过渲染对象管理子模块将实体的几何数据和显示风格转换为可以进行渲染显示的数据格式。用户还可以利用实体对象管理子模块添加喷泉、火等粒子特效，可以为场景配背景音乐，可以设置雨、雪、雾等天气特效，这些都是实体对象管理子模块利用特效管理子模块实现的。如果系统的数据量很大，用户可以利用实体对象管理子模块创建分页实体对象，分页实体对象不会一次性将所有的数据都加载到场景中，而是利用数据调度子模块实时地加载当前视野范围以内有必要显示的数据，并把最近一段时间没有用到的数据从系统中移除，这样保证了系统处理海量数据的能力。

渲染驱动模块用于三维场景组织和管理，场景裁剪过滤，场景碰撞检测，对各种渲染属性和状态进行管理和分类，控制和传递消息循环。具体操作为：实体对象管理模块将每个实体对象管理的渲染对象交由场景管理子模块进行管理。渲染引擎在每次绘制的时候都要通过场景管理子模块来查找需要显示的数据。场景管理子模块为了保证数据查找的效率以树状结构组织每个渲染对象，并对所有的渲染对象进行了空间划分。为了提高渲染引擎的渲染效率，必须要对场景数据进行裁剪，剔除那些不在相机视锥范围内、距离太近或太远、被遮挡、显示像素太小等渲染实体；在裁剪的过程中，对于有分页索引而没有加载到场景中，同时又没有被裁减掉的渲染实体，需要由渲染实体管理模块的数据调度子模块利用资源请求调配系统调取相应的数据并添加到三维场景中。渲染引擎将经过裁剪后，需要显示的渲染单元交由渲染单元管理子模块管理。同时，利用渲染状态管理子模块对每个渲染单元的渲染属性和状态利用进行分类排序。最后，渲染驱动模块将要渲染的数据通过渲染操作模块发送给图形接口模块进行渲染。由于将渲染数据存储到显卡内存中的渲染效率要比存储在内存中的渲染效率高，所以渲染驱动模块利用硬件资源管理子模块将渲染频繁的数据存储到显卡内存中，并管理这些数据，当显卡内存的占用量达到限额时，硬件资源管理子模块负责显存数据的剔除和更新。在与用过交互的过程中，消息控制子模块负责接收用户输入的消息，并转换为系统内部的消息类型进行处理。对于一些用户等待反馈的消息，经过系统的进一步响应和处理后，转换为系统消息传递给用户。为了增强三维仿真的真实感，有些情形要求实时地判断物体之间的拓扑关系，例如不允许视点进入地下、距离量测等，需要利用碰撞检测子模块实时地检测物体之间是否存在相交关系。

渲染操作抽象模块是渲染驱动模块和渲染操作模块之间数据传输的桥梁。它定义了数据传输和操作的接口标准，渲染操作模块的各个子模块遵照接口标准实现相应的数据传输和操作。渲染操作抽象模块还负责加载并管理渲染操作模块的各个子模块，在渲染引擎启动之前，由用户选择用哪种图形接口进行数据渲染，同时也决定了用哪个渲染操作子模块进行数据传输。

渲染操作模块根据图形接口的类型或版本划分子模块，每个渲染操作子模块为其对应的图形接口传输和操作渲染数据。每个渲染操作子模块加载后会自动注册到渲染操作抽象模块进行管理。用户在初始化渲染引擎时需要制定图形接口，并确定使用的渲染操作子模块。多个渲染操作子模块不能同时使用。

本三维渲染引擎系统可与资源请求调配系统，基础功能系统，图形接口系统相连接，其中资源请求调配系统为不同的线程分配请求资源，并查询获取数据，将数据传输至基于地理信息的三维渲染引擎系统中，基于地理信息的三维渲染引擎系统对三维场景所需的数据进行组织、调度和管理，并快速将地理信息数据以三维仿真的形式进行展示并应用；基础功能系统可为基于地理信息的三维渲染引擎系统提供基础处理；基于地理信息的三维渲染引擎系统将不同类别的数据传输至图形接口系统中，图形接口系统对数据进行相应处理后，可显示出图形信息。

具体的实施过程为：资源请求调配系统用于接收发送的数据请求，根据数据请求的路径决定数据调配的处理方式并根据请求的数据类型进行数据调配，解决了多线程环境中数据的资源请求冲突。具体操作为：首先根据不同的调度请求线程分配数据调度资源，以保证多线程对共享数据访问的安全性；然后根据资源请求的路径判断数据来源，如果是本地数据则直接调取数据，如果是局域网或互联网数据，则先查找该请求资源是否已缓存，如果已经缓存，则直接从缓存数据中获取数据，转换为模型或纹理数据后返回给渲染引擎，如果没有缓存，则通过数据引擎获取相应的GIS对象数据返回给渲染引擎，同时进行数据缓存。在查找缓存的数据过程中，如果判断找到的缓存数据已过期或源数据已修改，需要重新获取并缓存数据。

在各个系统进行数据处理过程中，基础功能库系统为三维渲染引擎系统和资源请求调配系统提供了内存管理、异常处理、日志管理、跨平台配置等服务，保证了内存资源的有效利用和及时释放，提高了系统的稳定性和健壮性，日志管理服务为发现系统存在的潜在问题提供了良好的改善手段。空间索引保证了空间数据的快速查询，分页索引保证了渲染引擎能够快速地找到需要展示的地理信息数据，在提升系统运行的性能和展示海量数据的流畅程度方面起到了巨大的作用。

本发明实施例中的系统可以有效的解决基于地理信息数据的二、三维数据一体化管理，三维场景的组织与管理，海量数据的调度和模型纹理共享等技术问题。同时，实现了几何数据格式与OGC国际标准兼容，能够与OGC国际标准定义的几何对象进行相互转换。同时，可以在渲染过程中可提升渲染效率，使地理信息数据能够进行多平台数据共享；为不同行业的深度应用提供了一个可靠的基础平台。为在实现虚拟现实环境表现等诸多项目中应用起到了展示与宣传，辅助销售，辅助办公等作用。

虽然通过实施例描绘了本发明实施例，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (6)

1.一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，其特征在于该系统是由渲染实体管理模块、渲染驱动模块、渲染操作抽象模块和渲染操作模块构成；其中：

所述渲染实体管理模块由数据调度子模块、实体对象管理子模块、渲染对象管理子模块、特效管理子模块构成，用于对场景中的实体对象及其渲染符号、渲染方式进行管理，对海量数据进行调度管理，对三维地形数据进行动态构建、调整，对粒子系统进行效果管理，管理、更新场景中的动态对象，对三维场景进行空间分析，对场景动画进行巡航、录制；其中：所述数据调度子模块用于：与外界的资源调配系统连接，利用调度节点判断该节点是否需要调度数据，如果需要根据数据的来源进行数据调度，如果不需要则放弃；在数据调度过程中有效的控制内存池使用量，只加载在相机可视范围内的数据，及时卸载相机可视范围以外的数据；所述实体对象管理子模块：将地理信息数据抽象为实体对象模型，为用户提供了实体操作的接口，使用户管理场景中的实体对象；设置实体对象的属性；管理渲染对象在场景中的生命周期；所述渲染对象管理子模块：负责将几何图形转换为图形接口能够使用的数据格式；将显示风格转换为图形接口能够使用的渲染状态；将图像转换为图形接口能够使用的纹理数据；所述特效管理子模块：用于管理三维场景中的声音特效和视觉特效；

所述渲染驱动模块用于三维场景组织、管理，场景裁剪过滤，场景碰撞检测，对各种渲染状态进行管理、分类，控制、传递消息循环,提供基础的渲染对象，管理硬件资源，提供计时服务；

所述渲染操作抽象模块：抽象了图形接口渲染所需的渲染数据、渲染状态、渲染操作；

所述渲染操作模块：针对不同的图形接口进行不同的操作，将处理后的渲染数据传输至图形接口系统中进行显示；

所述基于地理信息的三维渲染引擎系统能够与资源请求调配系统，基础功能系统，图形接口系统相连接，其中资源请求调配系统为不同的线程分配请求资源，并查询获取数据，将数据传输至基于地理信息的三维渲染引擎系统中，基于地理信息的三维渲染引擎系统对三维场景所需的数据进行组织、调度和管理，并将地理信息数据以三维仿真的形式进行展示并应用；基础功能系统能为基于地理信息的三维渲染引擎系统提供基础处理；基于地理信息的三维渲染引擎系统将不同类别的数据传输至图形接口系统中，图形接口系统对数据进行相应处理后，能够显示出图形信息；

所述资源请求调配系统中数据调配的处理方式为本地缓存调配处理方式，互联网调配处理方式，局域网调配处理方式；

当资源请求调配系统从互联网调取数据信息时，通过互联网传输的数据进行数据校验，防止数据篡改和传输的错误，并将正确的数据转换为GIS对象数据，利用缓存子模块进行数据缓存；

所述资源请求调配系统能够将传输的数据在基础功能系统中进行处理，转换为模型数据、纹理数据进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，其特征在于所述渲染驱动模块是由场景管理子模块、渲染单元管理子模块、渲染状态管理子模块、碰撞检测子模块、消息控制子模块和硬件资源管理子模块构成，其中：

所述场景管理子模块：将实体对象管理的渲染对象应用到场景中；管理场景中的渲染对象，用于场景的裁剪、碰撞分析、显示操作；

所述渲染单元管理子模块：管理了经过裁剪后，最终要显示的所有渲染对象的渲染单元；

所述渲染状态管理子模块：将经过裁剪后需要显示的渲染单元的渲染状态进行分类排序，减少图形接口对渲染状态的切换频率，以提升系统的渲染性能；

所述碰撞检测子模块：采用碰撞检测方法判断实体对象与另一实体对象之间的拓扑关系，其中所述的碰撞检测方法为BSP树及包围盒碰撞检测方法、BVTree及包围盒碰撞检测方法或Grid及包围盒碰撞检测方法；

所述消息控制子模块：将用户输入的消息和系统产生的消息进行过滤和传递；控制消息传递的深度；转换消息传递的类型；

所述硬件资源管理子模块：通过管理硬件中显卡内存的创建、更新、删除，控制显卡内存的使用率。

3.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，其特征在于所述渲染操作抽象模块是由硬件资源抽象子模块、渲染资源抽象子模块、渲染操作抽象模块、着色器抽象子模块和插件管理子模块构成，其中：

所述硬件资源抽象子模块：对硬件资源对象及其使用方法进行抽象处理；

所述渲染资源抽象子模块：对渲染资源对象及其使用方法进行抽象处理；

所述渲染操作抽象模块：对渲染资源的使用方法进行抽象处理；

所述着色器抽象子模块：对顶点着色器和片段着色器及其使用方法进行抽象处理；

所述插件管理子模块：负责加载并管理渲染操作模块的各个子模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，其特征在于所述内存池的空间使用量是根据硬件内存容量的大小而自动设置，其内存池容量在硬件内存值的占有率为35％-90％；所述设置实体对象的属性能够为几何形状、显示风格、图像。

5.根据权利要求2所述的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，其特征在于所述显卡内存的使用率范围在35％-90％。

6.根据权利要求1或3所述的一种基于地理信息的三维渲染引擎系统，其特征在于所述渲染操作模块能够扩展实现到的图形接口包括OpenGL、OpenGLES和Direct3D。