CN1987857A

CN1987857A - 采用虚拟仿真综合图文信息交互实现数字城市系统的方法

Info

Publication number: CN1987857A
Application number: CNA2006101284006A
Authority: CN
Inventors: 于慧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2007-06-27

Abstract

本发明涉及一种虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，有效解决城市可视化智能应用的问题，其方法是利用“信息采集模块”建立起可编辑性的基础空间图文信息数据；通过“图文信息交互控制中枢系统”实现图文信息可交互性三维虚拟仿真图像数据，通过“集成传输自动交互转换系统”，与用户终端应用设备自动转换交互或输出，联机或脱机实现虚拟仿真街道、商业、单位、家庭整体综合图文信息交互的可视化城市功能，提供虚拟仿真逛街、消费、工作办事、探亲访友以及需求互动同步体验的操作，直观、快捷、方便、省时，本发明开发周期短、成本低、易于推广应用，经济和社会效益巨大。

Description

采用虚拟仿真综合图文信息交互实现数字城市系统的方法

一、技术领域

本发明涉及一种采用虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，可用于提供虚拟仿真街道、商业、单位、社区等图文数据交互实现的技术及其基于地理信息系统(GIS)引擎、搜索引擎的通讯网络终端和移动终端进行精准化、可视化、智能化关系型图文数据交互及在该虚拟仿真街道中用户在任何地点都可以通过网络或下载到应用设备上访问、浏览、体验全球所有与街道相关联的城市职能、商业职能、家庭职能，直接与智能城市、智能商业、智能家庭做可视化管理控制、综合交互使用。

二、背景技术

随着全球互联网的蓬勃发展，计算机和移动智能终端的大量普及，面对全球跨入未来高智能化发展的趋势，人们对海量信息的快速获取和交互及对更多信息内容的精准需求，已产生了各种各样的与智能家庭、智能城市等相关配套的各类硬件、软件，例如：GPS车载导航、城市地图商业导航、数字城市，但他们都很难满足人们生活工作的真正需求，并且投资巨大，很难全面推广，在促进智能可视化家庭、智能可视化城市、智能可视化商业上，采用虚拟仿真街道、仿真商业、仿真单位、仿真家庭综合交互实现数字城市智能化图文信息交互的概念和系统将扮演一个十分重要的角色。

目前能相对满足这种需求的技术主要有以下几种：

1、卫星地图，虽然能提供较为真实的城市地理面貌图，但图片大、不清晰、下载速度慢、具体信息不明确、投资费用巨大，能满足基于常规纸媒地图相对应的地理信息的提供。很难满足真正意义上的未来数字城市、智能城市所需要的可视化的需求，与人们生活相关的实用性不强。

2、GIS性质的电子地图，只能提供一些相对简单的地理信息查询功能。

3、还有很多虚拟办公、虚拟商店、虚拟社区、智能家庭等相关的技术，但都是一种单方面、粗放式的简单图文之间的交互，要么是图像显示、要么是系统功能的平台交互(如现在的B2B、C2C、B2C等)都无法真正意义上的满足人们对海量城市智能信息的快速、精准、可视化检索交互、体验、互动，不能简单好用、低成本快速实现普及性的应用。

如上所述，用户不但需要获取海量的信息及各类需求的交互，更需要有一个能简单、成本低、又能真实体验式、可视化、快速了解城市商业、单位、家庭的关联性的精准详细信息。那么如何在技术上实现这一目的呢？

三、发明内容

针对上述情况，本发明之目的就是提供一种采用虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，有效解决利用城市街道为主题的相关联图文数据信息，采用可视化虚拟仿真技术与图文动态交互技术相结合的集成开发模式，开发一种具有城市可视化智能街道浏览互动导航、商业、企事业单位可视化虚拟经营、社区家庭可视化智能应用、公众可视化智能消费、办事、为不熟悉地理信息的用户提供一个可感观的、易学易用的、便于操作的可视化城市生活、工作应用工具的问题，实现的技术方案是，利用信息采集模块采集城市中的综合图文信息数据，形成基础数据，经电脑信息编辑后，形成编辑后数据，通过信息分类，建立起可编辑性的基础空间图文信息数据库，将采集的可编辑性的数字化的图像，根据测绘测量数据进行仿真建模与利用全景台定格拍摄模拟仿真建模相结合，生成可视化仿真动态图像数据，通过编辑工具生成可互动态图像数据，再利用模型数据库管理系统，分别进行图像编辑、文档编辑及图文的关系编辑，形成系统模块中的基础数据，实现图文信息可交互性三维虚拟仿真图像数据，由图文信息综合交互控制中枢系统进行图文信息自动化交互编辑，实现城市综合自动化交互，进行真实体验，借助网络系统组成的信息交互支持系统，用户应用终端集成传输自动交互转换系统根据与用户终端应用设备相适应的应用系统，自动转换交互或输出、联机或脱机实现城市虚拟仿真，最后到用户终端上，本发明方法先进，仿真实用性强，方便用户，开发周期短，成本低，便于应用操作和维护，适用面广，硬件与软件相结合，是国内外市场中在可视化数字智能城市图文信息综合交互方面开发与应用的创造性贡献，经济和社会效益巨大。

四、附图说明

图1为本发明的虚拟仿真城市街道、商业、单位、社区的可视化图文数据交换系统示意图。

图2为本发明数据库信息存储系统说明图。

图3为系统硬件的应用控制图。

图4为前台显示系统显示街道店铺的表现形式图。

图5为前台显示系统显示逛街界面功能示意图。

图6为前台显示系统显示虚拟仿真街道逛店360°导购图(一个例子示意图)。

图7为前台显示系统显示虚拟仿真街道逛店平面导购图(一个例子示意图)。

图8为前台显示系统显示虚拟仿真街道逛店立体导购图(一个例子示意图)。

图9为前台显示系统显示虚拟仿真街道逛店产品导购图(一个例子示意图)。

图10为信息编辑示例图(商业店铺后台编辑形成图)。

图11为虚拟仿真街道图文信息交互实现方法流程图。

图12为终端用户应用操作模式图(一手机示例)。

图13为用户应用终端集成传输自动交互转换系统示意图。

五、具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1给出，本发明是：

1、利用卫星GPS采集(地理信息采集)、遥感遥测数据采集、照相采集、摄像采集和全景采集等形式组成的“信息采集模块”，采集城市中街道、商业、单位、社区、家庭等具体的综合图文信息数据，形式基础数据；

经电脑(微机)通过信息分类(包括系统信息分类、图文信息分类、地理信息分类)建立起可编辑性的基础空间图文信息数据库；将采集的可编辑性的数字化图像、根据测绘测量数据进行数字高程模型(DEM)、正摄影像图(DOM)、数据线化图(DLG)，简称三维模型3D仿真建模与利用全景云台定格拍摄模拟仿真建模等方式相结合，生成可视化仿真动态图像数据，通过VR编辑工具与FLASH编辑工具及Javascipt脚本编辑语言相结合生成可交互性动态(可以访问并互动的，如图4、图6)图像数据，利用DEM(数据高程模型)、DOM(正摄影像图)、DLG(数字线化图)和3D组成的模型数据管理系统，分别进行图像编辑、文档编辑及图文的关系编辑，形成系统模块中的基础数据，实现图文信息可交互性三维虚拟仿真图像数据，组成“可视化图文信息编辑与集成仿真生成模块”；

2、采用RDBMS(关系型数据库)、XML、DHTML、WEB、OODBMS(面向对象型数据库)组建成图文信息综合交互控制中枢系统(包括信息搜索系统、信息输入系统、信息输出系统、信息存储系统)，进行图文信息自动化交互编辑，实现以街道、商业、单位、社区、家庭等城市整体职能可视化图文信息的综合自动化交互，通过前台显示系统、信息分配系统、信息控制系统实现犹如身临其境般的消费、交易、购物、逛店、生活、工作、办事等的真实体验，通过信息交互系统(包括信息提交系统、结果交互系统、信息删除系统、信息修改系统、信息下载系统)实现虚拟仿真化沟通、交互，直接利用终端设备远程(或遥控)浏览及操作控制街道、商业、单位、社区、家庭、公共设施、商品陈列、装潢环境、服务环境、消费环境、虚拟人物、虚拟试衣、办公氛围、家具、电器和买卖交易中的所有设备和环境，如虚拟探亲访友、虚拟购物消费、远程控制家庭电器、安全防护等；

3、借助互联网、通讯网、局域网、数字电视、卫星GPS系统等组成的信息交互支持系统，用户应用终端集成传输自动交互转换系统根据与用户应用终端设备(计算机、手机、PDA、多媒体、触摸机、电视机、导航仪、电话机、对讲机等终端应用设备)相适应的应用信息交互模式，包括有DDN、FTTP、XDSL、PSIN、GSM、CDMA、GPRS、GPS、WAPI、机顶盒、独立PC等，自动转换交互或输出，联机或脱机实现虚拟仿真街道、商业、单位、家庭整体综合图文信息交互的可视化数字城市功能，最终应用到用户应用终端上，实现利用终端设备远程或遥控浏览及操作控制，虚拟现实仿真逛街，逛商店、逛单位、逛社区和家庭等目的，方便、直观，犹如亲临其境；

所说的图文信息，它可以是：

(1)、通过电子地图、立体城市地图进入虚拟仿真街道或直接输入街道名称(包括具体位置)进入街道，显示出街道中的所有街道元素(店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭、公共设施、公交站牌等)，如图5所示；

(2)、进一步包括对街道的图文信息可视化交互处理，如图4所示，可以选择开车逛街或步行逛街，同时可以选择逛街速度，开车逛街可以选择车型，步行逛街可以选择形象，可以选择路段并直接跳转到想去的路段，还可以选择逛对面的街。街道中的店铺、写字楼、商场、公司留有展示区域可以展示特价、招聘、产品、活动、促销等各种信息，店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭的Logo名称、橱窗的展示、门牌号都直接显示出来；

(3)、进一步包括对街道元素的图文信息可视化交互处理，如图6、图7、图8、图9所示。通过街道可以直接进入店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭，进入后可以选择360度导购图、平面导购图、立体导购图、产品导购图(公司、社区、家庭为360度导视图、平面导视图、立体导视图、物品导视图)，上方均显示店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭等的Logo及名称。其中，360度导购(视)图，真实立体再现店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭场景，可以向左、向右、向上、向下巡视各个角度的场景，并可局部放大店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭内部设施，进行进一步详细察看，所有产品(物品)、设施均携带详细信息，可选择性购买或操作；平面导购(视)图，可通过平面区域布局图点击进入相应区域后再进行进一点的察看、购买及操作；立体导购图，通过选择携带详细信息的可操作区域后的详细商品(物品)展示，进一步放大可进入产品导购图，缩小后进入360度导购图；产品导购图是选择具体产品或点击店内产品区进入产品详细可视化列表显示产品虚拟图，点击任一产品放大出现产品三维360度全景图，可详细察看产品特色，了解产品更进一步的真实详细信息，产品虚拟图可分页显示，容纳全部产品。

由图2给出，本发明所说的虚拟现实仿真逛街，是通过以下技术措施实现的：

首先通过卫星GPS采集、遥感遥测数采集、照相采集、摄像采集和全景采集等进行信息采集，包括系统信息、虚拟街道、店铺、公共设施画面信息、地理信息、需求发布信息、需求结果画面信息，经电脑及其软件处理，形成数据库信息存储系统，例如虚拟现实仿真商业，它包含有系统信息、虚拟商业仿真可视化信息、商品静态、动态可视化信息、商业管理信息，如人、财、物、客户、员工等情况的信息，顾客信息，宣传信息，需求信息，需求请求及搜索信息和需求结果互动信息构成的虚拟现实仿真商业数据库信息存储系统(通过电脑实现软硬件相结合的数据库信息存储系统)；又如虚拟现实仿真家庭，是由系统信息，虚拟家庭画面控制信息，财产管理信息，成员管理信息，影像管理信息，文字输入、查看、互动管理信息，需求请求信息，需求搜索信息，需求结果互动信息和亲朋好友信息构成虚拟现实仿真家庭数据库存储系统(通过电脑实现的软硬件相结合的数据库信息存储系统)。

由图3给出，本发明是采集的各类信息按制作软件的常规方法制作出软件(用光盘作载体)经硬件操作实现的，其硬件组成是，虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互控制中枢C分别接卫星Q或汽车P导航、掌上电脑N(PDA)、局域网LAN(终端K、L、M)、电视网(电视G)、公用电话H(电话亭)、因特网D、因特网D上接有触摸屏P、便携式通信设备E(如手机F)、服务器B，服务器B同控制中枢C相连，控制中枢C接家用电脑A₂或笔记本电脑A₁。

由图11给出，虚拟仿真街道图文信息交互实现的方法是用户端(终端)经服务器进行虚拟街道访问，服务器将虚拟街道和画面构成信息进入虚拟仿真街道给用户逐步实现的，图11中P₁-P18是表示实现过程步骤。

每个终端用户可以根据自己的功能需求，自动设置各项职能导航功能，如图12就是以终端设备为手机的用户购物导航功能设置模式，图12中P₁-P₁₃是表示终端用户与服务器之间操作过程步骤。

图13是用户应用终端集成传输自动交互转换系统结构，由图中清楚的给出，该自动交互转换系统是由支持层、传输层和用户层三部分构成，支持层由数据库服务器、应用服务器、CTI服务器、通信网关(短信)、无线接入服务器、网关业务服务器(OA/CRM/EPR/MIS系统)、无线数据应用服务器、E-mail服务器、GPRS服务器、WEB服务器和播出服务器构成，数据库服务器与应用服务器间装有磁盘阵列，各服务器分别同电缆传输线相接，并经传输线接传输层，传输层的存储器接用户层的终端用户，并经管理维护工作站接传输线，传输层的大客户系统专用工作站接用户层的客户终端计算机，并经VPN接传输层的传输线，传输层的机项盒接用户层的电视机，并经HFC和串联的QAM调制器接传输线，传输层的电话网(PSTN/PLMN)经串联的交换机、CTI服务器接传输线，并同用户层的手机、PDA和多媒体电话相接，传输层的GPS、GPRS、CDMA经防火墙接传输线，电话网及GPS、GPRS和CDMA同用户层的手机、PDA和多媒体电话相接，传输层的GPS接传输线及用户层的导航仪相接，传输层的INTERNET(因特网)经路由器和防火墙接传输线，并与用户层的因特网用户相连。

由上述情况可以看出，本发明是采用现代化的高科技手段，采用硬软件相结合的方法，真实、直观的亲临其境的以虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文交互的方法实现可视化数字城市，虚拟探新访友、购物消费、远程控制家庭电器及安全防护之功效，是现代科技在人们生活中的充分应用，大大利于在于含有城市地理信息搜索、城市街道最短路径交通导航、城市街道商务服务、便民服务、商品信息、最优服务、最低价位类的分类搜索；街道中交通工具的虚拟仿真乘坐和驾驶；商业、企事业单位、学校、医院等所有城市职能的可视化及各类图文信息自动化交互；社区家庭及成员的虚拟仿真化关联信息的交互；同城与异域之间的跨区域信息自动交互、电子政务、电子商务。由此可见，本发明的有益效果在于：

1、利用城市街道相关联的地理图文信息数据与图文信息交互控制中枢系统相结合的集成开发模式，实现模拟仿真街道、仿真商业、仿真单位、仿真家庭综合图文信息数据自动交互实现数字城市开发周期短、成本低、可以脱离大型GIS平台独立运行，同时具有界面美观、应用简单、便于操作、便于维护、适用于各类终端介质、便于大面积普及应用，可以为不熟悉城市地理信息的用户和异域用户做快速简便的进行城市导航交互、消费导航交互、生活导航交互和需求导航交互等，对推动数字化、信息化、自动化、可视化和智能化城市、商业、社区、大厦、家庭具有深远的应用价值；

2、直接对城市中所有关联性图文数据和属性数据及各类硬件智能终端设备介质进行管理控制，用户可直接数字化进入家庭、社区、单位、商业、街道、城市；

3、从国家、城市、行政区域、商业信息、企事业单位信息、社区家庭信息、交通运输各级道路、政府机构分布、各厂矿企业分布、医疗结构分布、商场分布、旅游信息分布的多种角度、多种形式，虚拟仿真可视化详细反映城市超级丰富的地理信息、商业信息、公众信息，不仅具有一般电子地图的功能，同时还提供各类复杂的城市、街道、商业、公众管理图文信息数据智能双向查询、互动反馈、自动交互功能。直接应用于GPS城市导航、数字城市可视化智能交互、智能家庭可视化管理应用、虚拟办公及B2B、C2C、B2C的可视化需求交互应用、数字化电子商务、电子政务等领域。填补了国内、国际市场在可视化数字智能城市图文信息综合交互方面开发与应用的空白，经济和社会意义巨大。

Claims

1.一种采用虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，其特征在于是：

(1)、利用卫星GPS采集或地理信息采集、遥感遥测数据采集、照相采集、摄像采集和全景采集等形式组成的“信息采集模块”，采集城市中街道、商业、单位、社区、家庭等具体的综合图文信息数据，形式基础数据；经电脑通过包括由系统信息分类、图文信息分类、地理信息分类构成的信息分类，建立起可编辑性的基础空间图文信息数据库；将采集的可编辑性的数字化图像、根据测绘测量数据进行数字高程模型、正摄影像图、数据线化图，三维模型(3D)，仿真建模与利用全景云台定格拍摄模拟仿真建模相结合，生成可视化仿真动态图像数据，通过VR编辑工具与FLASH编辑工具及Javascipt脚本编辑语言相结合生成可交互性动态图像数据，利用数据高程模型、正摄影像图、数字线化图组成的模型数据管理系统，分别进行图像编辑、文档编辑及图文的关系编辑，形成系统模块中的基础数据，实现图文信息可交互性三维虚拟仿真图像数据，组成“可视化图文信息编辑与集成仿真生成模块”；

(2)、采用关系型数据库、XML、DHTML、WEB、面向对象型数据库组建成包括由信息搜索系统、信息输入系统、信息输出系统、信息存储系统的图文信息综合交互控制中枢系统，进行图文信息自动化交互编辑，实现以街道、商业、单位、社区、家庭等城市整体职能可视化图文信息的综合自动化交互，通过前台显示系统、信息分配系统、信息控制系统实现犹如身临其境般的消费、交易、购物、逛店、生活、工作、办事的真实体验，通过包括有信息提交系统、结果交互系统、信息删除系统、信息修改系统、信息下载系统组成的信息交互系统，实现虚拟仿真化沟通、交互，直接利用终端设备远程或遥控浏览及操作控制街道、商业、单位、社区、家庭、公共设施、商品陈列、装潢环境、服务环境、消费环境、虚拟人物、虚拟试衣、办公氛围、家具、电器和买卖交易中的所有设备和环境；

(3)、借助互联网、通讯网、局域网、数字电视、卫星GPS系统组成的信息交互支持系统，用户应用终端集成传输自动交互转换系统根据与用户应用终端设备包括有计算机、手机、PDA、多媒体、触摸机、电视机、导航仪、电话机、对讲机终端应用设备，相适应的应用信息交互模式，包括有DDN、FTTP、XDSL、PSIN、GSM、CDMA、GPRS、GPS、WAPI、机顶盒、独立PC，自动转换交互或输出，联机或脱机实现虚拟仿真街道、商业、单位、家庭整体综合图文信息交互的可视化数字城市功能，最终应用到用户应用终端上，实现利用终端设备远程或遥控浏览及操作控制，虚拟现实仿真逛街，逛商店、逛单位、试衣、购物、逛社区和家庭。

2.根据权利要求1所述的一种采用虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，其特征在于所说的图文信息可以是：

(1)、通过电子地图、立体城市地图进入虚拟仿真街道或直接输入或点击选择街道名称进入街道，显示出街道中的所有街道元素：店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭、公共设施、公交站牌；

(2)、还进一步包括对街道的图文信息可视化交互处理，选择开车逛街或步行逛街，同时选择逛街速度，开车逛街选择车型，步行逛街选择形象，选择路段并直接跳转到想去的路段，以及选择逛对面的街，街道中的店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭的Logo名称、橱窗的展示、门牌号都直接显示出来；

(3)、还进一步包括对街道元素的图文信息可视化交耳处理，通过街道直接进入店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭，进入后可以选择360度导购图、平面导购图、立体导购图、产品导购图，显示店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭，其中，360度导购图，真实立体再现店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭场景，向左、向右、向上、向下巡视各个角度的场景，并局部放大店铺、写字楼、商场、公司、社区、家庭内部设施，进行进一步详细察看，所有产品或物品、设施均携带详细信息，选择性购买或操作；平面导购图，通过平面区域布局图点击进入相应区域后再进行进一点的察看、购买及操作；立体导购图，通过选择携带详细信息的可操作区域后的详细商品或物品展示，进一步放大进入产品导购图，缩小后进入360度导购图；产品导购图是选择具体产品或点击店内产品区进入产品详细可视化列表显示产品虚拟图，点击任一产品放大出现产品三维360度全景图，详细察看产品特色，了解产品更进一步的真实详细信息，产品虚拟图可分页显示，容纳全部产品。

3.根据权利要求1所述的一种采用虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，其特征在于所说的虚拟现实仿真逛街，是通过卫星GPS采集、遥感遥测数采集、照相采集、摄像采集和全景采集进行信息采集，包括系统信息、虚拟街道、店铺、公共设施画面信息、地理信息、需求发布信息、需求结果画面信息，经电脑及其软件处理，形成数据库信息存储系统。

4.根据权利要求1所述的一种采用虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，其特征在于所说的虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互控制中枢分别接卫星或汽车导航、掌上电脑、局域网、电视网、公用电话、因特网，因特网上接有触摸屏、便携式通信设备、服务器，服务器同控制中枢相连，控制中枢接家用电脑或笔记本电脑。

5.根据权利要求1所述的一种采用虚拟仿真街道、商业、单位、家庭综合图文信息交互实现可视化数字城市系统的方法，其特征在于所说的用户应用终端集成传输自动交互转换系统是由支持层、传输层和用户层三部分构成，支持层由数据库服务器、应用服务器、CTI服务器、通信网关、无线接入服务器、网关业务服务器、无线数据应用服务器、E-mail服务器、GPRS服务器、WEB服务器和播出服务器构成，数据库服务器与应用服务器间装有磁盘阵列，各服务器分别同电缆传输线相接，并经传输线接传输层，传输层的存储器接用户层的终端用户，并经管理维护工作站接传输线，传输层的大客户系统专用工作站接用户层的客户终端计算机，并经VPN接传输层的传输线，传输层的机项盒接用户层的电视机，并经HFC和串联的QAM调制器接传输线，传输层的电话网经串联的交换机、CTI服务器接传输线，并同用户层的手机、PDA和多媒体电话相接，传输层的GPS、GPRS、CDMA经防火墙接传输线，电话网及GPS、GPRS和CDMA同用户层的手机、PDA和多媒体电话相接，传输层的GPS接传输线及用户层的导航仪相接，传输层的因特网经路由器和防火墙接传输线，并与用户层的因特网用户相连。