TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol.12, No.6, Jun e  201 4, pp. 4353 ~ 4 3 6 0   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i6.487 2          4353     Re cei v ed O c t ober 2 2 , 201 3; Revi se d Decem b e r  31, 2013; Accept ed Ja nua ry 2 3 , 2014   Construction and Application of Virtual Reality  Geographic Information System      Ke Xi-Lin* 1,2,3 , Guo Qing-Sheng 1 , Zha ng Yue-Peng 2,3   ,Zhou Ya n 2,3      1 School of Res ource a nd Env i ronme n t Scien c e of W u Han U n iversit y , W u h an 43 00 79, Chi n a                    2 State  Ke y   Lab orator y of Geo-inform at ion En gi neer i ng, Xi’a n 71 00 54, Chi n a                3 Xi’a n R e searc h  Institute of Surve y in g  and Ma ppi ng ， Xi ’a n 710 05 4, Chin a   *Corres p o ndi n g  author, em ail :  kexil i n _ tek@1 63.com       A b st r a ct   In the  pa per,  virtual  re ality  ge ogra p h i c i n formatio n  sy stem  is d i scu ssed  and  the  relat e d   techno lo gies i n volves the co n c ept, character i stics,  classific a tion, key tech nol ogy, and th e ma in ap plic at ion  and  dev el op ment situ atio n, i t  ana ly z e s th e  virtual   re ality  techn o lo gy  a nd th e n e cess ity of co mbin i n g   geographic a l information system  te chnology. As to the  design and dev elopm ent pr oc ess of the whole  system , inc l uding the system ' s  user  interfac e, system  r e quirem ents, th e structure of th e system   des ign,  system dev elo p ment mode l  a nd  re late d  tec h nol ogy are disc u ssed  in  this  p aper. In v i ew  of  the virtu a l r e a l i t y  geographic information system  technol ogy,  the 3-D (three  Dim ens ional) s patial data  acquis ition, 3-D data  mo de l and d i g i tal terrain  mo d e l an d dig i tal e l evati on  mod e l  and 3-D d a ta of level of deta il mode l an d th e   express i on of  3-D data vis uali z a t io n,  etc, on the bas is  of  theoretica l  research, w i th the he lp of  a  professi ona l vi rtual rea lity mode lin g softw are MultiG en C r eator, it bui lts the  scenic  spot of the 3- D   envir on me nt. A nd  it pr esents  the v i rt ual  sce n e   mo del in g pr o c ess o n  th e  ba sis of M u ltiGe n Creator  co mp l e x  mo de lin g, the i m p l e m e n tatio n  plan, scen e  mode lin g metho d  are als o  giv e n out.    Ke y w ords :   virtual reality, geogra phy infor m ation system , c onstruction, application     Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  GIS (Geo gra phic Info rmat ion System,  GIS) is the  bord e rli ne su bject of ge o g rap h y,  surveyin g, ca rtography, re mote sen s in g ,  it  now is develope d towa rds soci alization.   Virtual Realit y is refe rre d to as V R , this  word  is  a prof essor  at Ame r ica n  scie ntist s  Jaro n   Lanie r  first p u t forward in   the ea rly 1 9 8 0 s, al so   kno w n  as virtual  environme n t, artificial  re al ity,  simulato r te chnolo g y, etc.  Its origi n   can   be tra c e d  b a ck in the  19 6 0 s, u n til the 1 990 s it be co me   the co ncern  of the scie nce  and e n g inee ring te chnolo g y. With the ra pid  developm ent  of  informatio n scien c e, virtu a l reality te chnolo g y is b a se d on  co mputer  scien c e, math ema t ics,   mech ani cs, aco u sti cs, o p tics,  m e cha n ics,  bi olo g y, and  even t he ae stheti c  and th e  so cial  sci ences and other di sci pli nes.  Com p rehensive utilization of the  com puter virtual reality, tactile   feedba ck, virtual stereo technolo g y, such as hig h ly  re alistically can  simulate the  behavio r of man  in the  natu r al  environme n t. Thi s   kind  of  virtual  envi r o n ment  i s  a ki nd  of environ ment  g ene rat e d   by compute r , it can be a re al simulatio n  worl d, and ca n also b e  a vision of the world [1, 2].   In the contin uou s develo p m ent of virtual realit y tech nology, the rese arch of it involves  the content  of relate d di sci pline s , su ch  as  co mp uters, cro s s and synthe si s,  this  compl e xity  make s it  so f a r, there is  n o  uniform defi n ition.  Simply spe a ki ng, it can  be u nde rstood  as th ro ugh  the e s tabli s h m ent of  a virt ual e n viron m ent, and   ma ke the  pe rson  feels  as in  re al envi r onm e n t.  No w its re co gnized préci s ed definition i s  thro ugh u s i ng co mpute r  techn o logy a s  the co re of  the  mode rn high -tech to gen e r ate re alisti c visual, hea rin g , touch, the  integration o f  the particul a r  rang e of virtual environ me nt, it can through a n a tural way and from entity objects in a virt ual  environ ment i n tera ction, th us it can p r o duce t he real  environ ment  of feeling a n d  experi e n c e  [3 - 6].   The  esse nce  of virtual  reality tech no logy is  invisi ble ima g inati on into  the   form of  scenarios, it emphasi zes t he visibility of lifelike and  sci ence, it  is  a key basi c f eatures are it s  three  cha r a c teristics of  “I”, namely th at the  Immers ion charac teris t ic , Interac t ion features ,  Imagination f eature s  [7, 8].     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4353 – 4 360   4354 2. Nece ssit y   of Virtual Re alit y  and Geography  Information Sy stem  VR an d GIS  system  integ r ation b e com e  ri ch vi rtual  reality world   and th e b e st  way to  enha nce the  geog rap h ic i n formatio n system pe rfor mance. VR  system ha s p e rfect inte ra ctive   ability and inspired  by the idea of multi-d i mensi onal inf o rmatio n envi r onm ent. The  GIS has go o d   perfo rman ce  in the processing  of spati a l relati o n s, t he two - dime nsio nal techn o logy, re sea r ch   conte n ts, and  methods h a ve become  the  application p r ospe ct and trend.     (1) As to GIS, integration  of VR tec hnology can ex tend existing  GIS graphic display   function, GIS  theory and  rich   c onn otation, expa ndi ng the  area  of  GIS ap plication; it i s  t h e   inevitable tre nd of spatial  informatio n visuali z at io n virtual exp r e ssi on. VR sy ste m  is a  kind  of  man-m a chine  relation shi p , throug h the  visual, hea ri ng, touch, a nd so on, th e user of it  can  immersive fe el the multi-di mensi onal i n formatio n in te ractive visual  simulatio n  system of the  real  worl d, it can  meet the current  exploratio n and  study o f  earth scie nce, now the  GIS is develop e d   from  simple   descri p tion t o  the  whol e  earth  spa c e  of high  an d  new inform ation technol og y  dire ction.     (2) As V R   system, GIS is  the tool in sol v ing the prob lem of user s  in the virtual  scene.  Multi-dime nsi onal informa t ion spa c e  gene rat ed b y  the VR  system i s  called a virtual   environ ment.  Although virtu a l enviro n me nt with ea rth sci en ce can  p r odu ce 3-D  g eologi cal  virtu a l  environ ment  with realisti c  visual effe cts,  but  wh en th e sp ace is to o larg e o r  co mplicate d , users  can only see  obje c ts within  the scop e  of vision, it  is lack of integ r al feeling to the environ ment, it  is often in  roaming l o st  feeling a nd  explorat io n p r ocess. At this mom ent it need s the  2-D  navigation sy stem co rresp ond s with the  3-D virtual world, so  the e x pressio n  of the 2-D GIS are  indispen sabl e .    (3) F r om the data level, in  orde r to build  lar ge-scale  scen e in the real wo rld, the virtual  scene m odeli ng of obje c t s  can  be ad o p ted into  a u n ified geo gra phic  sp atial databa se in t he  referen c e  system, and the  unified ma na gement m u st   be op erate d   by GIS syste m , GIS has g r eat  advantag es a nd potential i n  3-D,  real-ti m e dynami c , multi-re sol u tion and hu ge  amount s of data  spa c e  scen e simplifi c ati on, com p ression,  stora g e  and q u e r y structu r e,  extraction  and  informatio n re cov e ry , etc.    In the geologi cal re se arch  and practi ce, peopl e have grad ually real ized the impo rtance   of com b inati on of  GIS a nd VR sy ste m  in  solv ing  pra c tical p r oblem s, thu s  forme d  the  new  resea r ch field  of VRGIS. Integratio n of  techn o logy in tegration  will  be no  do ubt  applie d for th e   further  combi nation of the two sy stem s a nd  guid e  its d e velopme n t directio n [9-1 4].        3. Design of  Virtual Reality   Geographi c Informatio n Sy stem  In orde r to m a ke the  syste m  to be fully func tio nal an d  stru ctural opt imized, the fo llowing  prin ciple  sho u ld be ad opte d .  (1) Simpl e  practical prin cip l e: the syste m   shoul d be  as sim p le a s  possibl e, and  suitable  for different l e vels an d the  kno w led ge structu r e of the use r . It sho u ld have con c ise de sign a nd  friendly interf ace, ea sy op eration  cha r a c teri stics.   (2) Standa rd  prin cipl e: the sy stem  sh ould  m eet th e ba sic requi reme nt of V R GIS an d  standard,  system data types , such  as  coding, schem a tic illust ration should  conf orm to the st ate   and  ind u stry stand ard req u irem ents.   (3) Pro s p e cti v e pri n cipl e: the info rma t ion technol o g y is develo p ing ve ry fa st, the   upgradin g  of  hardware  is also  very  ra pidly, softw a r e version  up grad es al so  very fast, in  the  desi gn, the full con s ide r atio n to the developm ent tre n d  of technolo g y  should b e  g i ven.   (4) The  secu rity and  stabi lity princi ple:  sy stem  ha s  certai n fault t o lera nce a n d  goo d  remin ders, so me simpl e  mistake w ill not  lead to the sy stem cra s h.   (5) T he ratio n a lity principl e: in the config ur ation of  sof t ware  and h a r dware, the software  and ha rd wa re sho u ld fully con s ide r  pe rforman c e  rati o and the rationality of the config urati on,  and shoul d  also  con s i der the  real ization of  th e function  and the  sp ecific a ppli c ation   requi rem ents.  The m a ximum vario u s reso urce s co nsumi ng pro b lem  of com puter hardwa r e   perfo rman ce  sho u ld al so b e  cared of.   (6) Th e p r in ciple of  ope n ness  and  scalabilit y: the  system  data   has exchan g eability,  provide in du stry popula r  d a ta transmission and ex ch ange fun c tion . Modular d e s ign  sho u ld be   adopte d , ea ch fun c tion  mo dule i s  i nde p ende nce, an d  the m odul e  of ch ang e  wil l  not  brin g m u ch  impact to the  system.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Const r u c tion and Appli c a t ion of Virtual Rea lit y Geo graphi c Inform ation System  (Ke Xi-Lin)  4355 4. Establish m ent of Virtual Realit y  G e ograp h ic Informatio n Sy stem    With the dev elopme n t of comp uter g r a phics te chnol ogy in re cent  years, TIN  (i rre gula r   triangle n e t) in 3D visuali z ation also g o t more  and m o re wi dely used. TIN has t he advantag e  of  less data red unda ncy, it is better to take the terra in feature s  into accou n t, it can fully reflect the  terrai n  com p l e xity details,  etc. its wea k ness is  the m o re complex  algorith m  imp l ementation, the   spa c e o p e r ati on and it s sto r age. Th e G R ID modeli ng i s  anoth e r m e thod to built DEM. It  feature s   is simpl e  stru cture, Be cau s e of the spa c e point  in the plane carri e d out in accorda n ce with the   rule s of gri d  form a rra nge ment, plane  coo r din a tes  b y  starting at the ori g in a r e  cal c ulate d , so it  just nee d to  record point  elevation a r ray, gener al  perfo rman ce  for the vertical value of two- dimen s ion a l coordi nate a r rays,   Today' s  GIS system s gen erally su ppo rt the  two methods of data  repre s e n tation. The  GRID and  th e algo rithm  o f  TIN have  b een m a ture,  now it i s  n o  l onge r affe cte d  virtual  roa m ing   function  reali z ation  of the  key facto r s o f  urba n  lan d scap e. Creato r can b e  abl e to identify the   DEM form at for USGS  DEM and oth e r  spe c ific fo rmat, so  wit h  all ki nd s o f  GIS, RS tools  inclu d ing A r cGIS, MapGis,  Erda s an d E N VI softwar e  to gene r ate  DEM, the fin a l format  sho u ld   be converte d  into USGS  DEMO  Creat or, its inte rnal  format ge nerated by US G S  DEM and  then  by using the  polygon alg o rithm and the level of  detail (LO D ) 3  D terrain can be g e nerated.   In this syste m , the whol e regi on are a  is not  larg e, it demand s  terrain d e tails, final  sele ction by  way of irregu lar trian g le n e t (T IN) to g enerate DEM .  Rende rin g s are a s  follo ws:   Figure 1 scen ic terrain DE M image                                                                                        Figure 1. Sc enic  Terrain DEM Image       4.1. Establis hment of Vir t ual Env i ronment Model    4.1.1. Basic  Cons tru c tio n  of Env i ronmental Scen ario   3-D e n viron m ent scene bui lding is the foundatio n of the entire mod e ling pro c e s s. On the   basi s  of p a rtit ion to compl e te each pa rtition of  the  spe c ific e n tity modelin g an d g eometry m o d e l  of the la nd scape, bi g e n tities to  the  co m p lex con s tru c tion, small  to  road sid e  flo w ers g r a ss. E a ch   model  de scri bed i n  the  o b ject  sh ape  i s  d e termi ned  by p o lygon,  vertice s   and   triangle s ,  obj ect  appe ara n ce is determine d by its surfa c e  texture,  color, material, illumination coef ficient, etc.  Landfo r m la ndsca pe is  one of the  most im po rt ant geog ra p h ical o b je cts in the   environ ment,  the terrain  model is the basi s   of  virtual geo grap hic e n vironment of three- dimen s ion a l spa c e, an d it is the ca rri er of other  feat ure s . Terrain  landform dat a  modeli ng is to  use vi sual a r ea, a c cording to ce rtai n model i ng  algorith m an d de scribe s  the ch ange s of  contin uou s re lief area an d reflects the  re al pro c e ss.   Whe n  the  reli ef is  not bi g a nd the  terrain  of  topo gra p h i cal fe ature s  i s  n o t compli cated, it   can throug h the way of field investigati on and t he referen c e pl a ne desi gn, modelin g tools,  th e   basi s  of usin g MultiGen p l ane co mbin a t ion inst ead  of terrain mo del, namely that the terrai n   elevation dat a is ze ro, the n  the re st of the model i ng  can b e  com p l e ted in the terrain surfa c e.    As for  more  complex terrai n, Terrain to o l s is  provided  by MultiGen   module, th e  module  is a quickly creation and la rge  topog rap h y  database tool, through u s ing the unifie d manag eme n t  of proje c t re source s (te rrai n  data,  texture, cultural ch ara c teri stic s, etc.). It can m a ke top ograp hic  accuracy  clo s e to the rea l  worl d, with  a high  fidelit y in three-di mensi onal  cu lture feature  and   texture feature. It uses  a  seri es  of tria ngulat io n alg o rithm a nd t he mod e l of  the earth,  a n d   automatically build s an d transfo rm s the  terrai n , while  it is  con s i s tent with th e  prototype  of the   geog rap h ic l o catio n . Through the te xture map,  photog rap h s of the terra i n are g ene rated,  inclu d ing  ro a d s,  rivers, cit y  or oth e r, th e charac te ri stics of the  are a . Its path  di scovery  algo rit h m  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4353 – 4 360   4356 is  sup e rio r  t o  line a r feat ure  ge neration al gorith m . Terrai n m o deling  is a   very compli cated   pro c e ss; ge n e rally sp ea kin g , the analysi s  of the  data prep aration, the orig i nal m odel gen eration,  and topo gra p h y optimizatio n are the  key step s.    4.1.2. Ph y s io gnomy  Building   4.1.2.1. Scenic Area Cons truc tion La y out    The e n tire  scenic area m a inly con s i s ts  of se ve ral  group s of b u ildi ngs an d la ke s, in th e  pro c e ss of  modelin g, the coo r din a te s and shap e  should b e  relatively accurate. After man y   experim ents,  whe n  we g e t CAD d r a w ing  of the sce nic spot, CAD d r awi ng is i n  DXF format,  we   can im port it  into the Cre a tor, the ba sic po sition i s  accurately. The un ne ce ssary p a rt s can   omitted, keep  the sce nic a r ea peri phe ry and entity  sh ape, location  informatio n, take the  CAD  as  a reprodu ctio n, and dra w  terrain  co ntou r line, and the n  the contou r line alone ca n be saved a s  a  DXF format a nd PLT forma t, the outline  of the  sceni c  area  small rul e s shap e and  basi c  physi cal  locatio n  information ca n a c hieve the p r edetermine d requi rem ent.    4.1.2.2. Path Modeling   On the  surfa c e of the  ro ad  feature  mod e ling,  the  key  parts a r e th e  every path s   o f  each   positio n an d road info rmati on. Plane  roa d  inform ation   is ea sy to ex pre ss,  while  surfa c e  reli ef or  ways of ro ad  information i s  more difficult to i ndicate , if we mark the roa d  locat i on in the CAD  conve r si on of   creato r  expressed   go od t e rrain file, thi s  lo catio n  p r oblem  can  b e  ea sy  solve d .  After the posi t ioning of the featur e mo del ing, the cre a tor offers an o pen mod u le o f  road tools.    The mo dule  has  po werful  function s, it def ine s  the  transve rse  sl ope a nd lon g itudinal   slop e of the  road, yo u ca n define th e  road  cro ss section of  tran sverse slop e   and  lo ngitud i nal  slop e, turnin g  radiu s , the g eometry  stru cture  of the side of the ro a d , and even  can  be di rect ly  transfe rred e x ternal refe re nce to defin e  the way stre et light, reflector, traffic  s i gns ,  s u c h  as  t he  road g eom etry model, it also can be di rectly app lie d road texture, road g r e enin g  belt pro c e s sing  and m u ltiple  LODs. As to road g r e ening  belt, we   ca n  adopt the  me thod on  the  road to  esta bli s h  the sub part.   Acco rdi ng to the need s of system simu lati on, in the pape r, we ch oose the pol ymesh  algorith m   an d  stan da rd sampling rate and set  the  numbe r of b enchma r ki ng,  throu gh  syst em  cal c ulatio n, the gene rated t e rrain is mo re  reasona bl e. If the driven sampling  rate i s  too larg e, the   grid effect is  not so  good;  when  the  sampling  rate i s  too  small,   area block si ze XY will  be too  large, the g e nerate d  polyg on is ove r mu ch, and it  will  cau s e  slow t e rrain converting spe ed, a nd  affect the  re al-time  sp ee d of the  sce ne. The r ef o r e, it nee ds to weigh  the  variou s fa cto r s  of  polymesh alg o rithm pa ram e ters, a nd set each  param eter re asona bly. Area block si ze  sho u ld  be   cho s e n  as far as po ssi ble b i g, and then the app rop r iat e  sampli ng ra te is necessa ry.    4.1.2.3.Textu r e Mapping    The mo st  commonly u s ed in the  texture a r e t he ae rial  ph otogra p h s , p a ste the  corre s p ondin g  aeri a l ph oto g rap h s i n  the  corre s p ondi n g  regi on eve n  make th e visual effect of t he  terrai n  model  achi eve gen u i ne, the relate d figure s  are as Figu re 2 to  Figure 7.         Figure 2. Sce n ic La nd scap e Ren deri n g       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Const r u c tion and Appli c a t ion of Virtual Rea lit y Geo graphi c Inform ation System  (Ke Xi-Lin)  4357       Figure 3. He misph e re Sky Rend erin g   Figure 4. Vision Effect                 Figure 5. Impendin g  Roa d   Ren deri n g   Figure  6. Vertical an d Ho rizontal Ro ad Slope  Ren deri n g s                           Figure 7. Surface  Ren deri n g      4.1.2.4. Riv e r Modeling   The enti r e  scenic  are a  ha s three p ond s;  the ar e a  in t he entire sce n ic a r ea i s  la rger.   On   the su rface  modelin g, it can  use th e  floor pla n  det ermin e  its po sition, si ze, shape a n d ot her  factors, and then it also ta ke s pi ctu r e s  of water ri ppl e, vegetat ion image s even  ban k su rface as  the texture i m age s. Ensu re the  a c tual  effect is th e  key to the  la ke  rippl e s  of  image  pro c e s sing  and texture repeat joinin g together, the  small wave  texture image repeate d  in large are a , until it  covers the  whole a r ea. As long a s  the  edge  of t he g r aphi cs is  pro c e s sed  carefully, and ma ke it  repeatability, feeling  of  abrupt changes i n   texture j o ined together won' t be appeared, thus make  the whol e are a  look mo re  smooth and n a t ure.         Figure 8. Exhibition Hall Effect   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4353 – 4 360   4358 4.2. En v i ron ment Land s cape Cons tr uction    Land scap e m a inly incl ude s the grass, trees, fl o w e r s,  street l a mp s, hedg es, flo w er b eds,  street si gn s, fences, etc. De co rated  with  landscap e , realism a n d fidelity can gre a tly enhance the  scene.   But the tree s and  flowers everywhere,   su ch  as disp er se d,   the numb er is mo re, and  mostly with irregula r  sh ape s, irre gula r  ob je ct modeli n g  has be en the  rese arch h o tspot.   If acco rdin g to the re al form of scene  modelin g in d e tail, the polygon n u mbe r   will be i n   the hundreds of millions, it  will not only greatly  exceed the modeling tool  capacity  limits,   but  also  will lead to co llapse eventu a lly ov erwh el med by roami ng syste m .   This sy stem  mostly adopt s simpl e  geo metry to  express its app ea ran c e, then u s e texture   mappin g  to ensu r e the aut henticity of scenery. In t he belo w , the grass, tree s, flowers an d sh rubs  are taken a s  example s  in the discu s sion  of the above method.    In this sy ste m , the gra s s  coverage  are a  is la r ge; it i s  al so the i m portant  conte n t in the   scene.  Rel a tive to oth e r scen ario s, th e  grass  ca n  b e  blu r red. T h ere  is a  direct partial  map p ing   method; it is to set up the grass  of the irregula r  su rfac e deformatio n ,  acco rdin g to certain de gre e   of repetition  with grass te xture imag es.  But this  met hod i s  the la ck of ste r eo  sense; truth sense  will be poor after ca reful observation.    In the syste m , it mainly  use s  an other met hod to solve the pro b l em, due to the si ze of  the gra s s is  different, a variety of sh a pes  and lo cat i on di stributio n is different, and  so the e a ch   block  sh ould  be m odel ed.  And the n  it  can  be  divid e d into  surro undin g  ed ge  and th e  cent ral  area, a  certai n height (0.1  m~0.2 m )  is chosen to  en sure ste r e o  se nse of the rea l  grass.    As  for  detail parts su ch as  door, windo w,  ra ilin gs, it gene rally ado pt the texture  mappin g   method, nam ely that on the co rre sp ondi ng po sition of  the polygon, it stick on th e  corre s po ndin g  texture imag es, in stead  o f  the detaile d  model.  T he  advantag e is that the n u m ber  of poly gon s  can g r eatly redu ced an d model compl e xity is al so redu ce d, thus it  can improve the displ a y  spe ed of the  output of the image. Belo w Figure 9  an d Figure 10  are the  cha r ts of sceni c a r ea  exhibition hall  and the final rend eri ng.         Figure 9. Exhibition Hall Chart         (a)     (b)     Figure 10. Exhibition Hall Effect      4.3. Model Optimization    In virtual reali t y sce ne, the  model i s  ve ry  com p lex; a l a rge  num be r  of polygon s t a ke s u p   a lot of memory spa c e a nd red u ce the spe ed  syst em of real-ti m e intera ctio n. Although the  hard w a r e of  virtual reality  is greatly imp r oved n o w, b u t in the pro c ess of the hu ge amo unts  of  data, the hardware  also shows po werl ess  capability. Aiming at  th is probl em, this paper i s  to  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Const r u c tion and Appli c a t ion of Virtual Rea lit y Geo g raphi c Inform ation System  (Ke Xi-Lin)  4359 redu ce  the  a m ount of  dat a proc essin g  method  in t he virtual  scene m odel  a nd o p timize  the   model, in ord e r to improve  the rend eri n g  s pee d, redu ce the lag time when roami n g.    4.3.1. Adjustment of Str u cture    Before th e  scene m odel  is  set u p ,   all e n tities in  the virt ual  scene  mo del hie r a r chy  sho u ld  be determi ne d according to the geomet ry of eac h en tity in  the virtual scene  sp ace po sition,   and  the structu r e  of the intern al relatio n s  b e twee n mod e ls a nd mo d e l.   After the scene  hierarchy  division, it  can facilitate the solid  model  of organization and  management,   and   definite ta rget  in   model buil d in g, thus greatl y  lightens the  load of  the model. Even the simple st  model al so n eed s  to adjust the  model of hie r archical struct ure and to a c hieve the goa l of optimization.    Adjusting p r in ciple of the hi era r chy view is as follo ws:         (1) An  obje c t may be form ed by multipl e  form s, it does n o t need t o  put every b ody in its  own   set  of no des, but  th e obje c t  of a ce rtain scal e  of  the bo dy  sho u ld b e   put to gether,  un der a   comm on  set  of node s. As to a file with  a hierarch i c al stru ctu r e,  executio n efficien cy is  hig her  than files with  no hi era r chy. Ren d e r  the  b ody doe s  not  belon g to top  level set  of n ode s, and  the n   the top unde r the set of nodes of all forms can be ig nore d .   (2) Visual adj ace n t form should al so b e  adja c ent in  the hiera r ch y. The same  level of  data n ode s in  turn f r om l e ft to rig h t, wh e n  no de s ex ist  and th e o b je ct is not visi bl e; it ca n di spl a y  the node p o si tion adju s tme n t.    (3) T r y to avo i d creating  sp an larger  obj ects  i n  sp ace .  Although on ly fall within our field  of vision can  dra w  the pa rt  of the object,  alt hough  we  only can  se e part of the ob jects, while th e   system  shoul d cal c ulate th e obje c t of the big sp atial span.   (4) T he ulti mate goal  o f  model is t o  rea c h  wh a t  extent definition and  u s e  what  techn o logy. Targ et imple m entation m odel sy stem  of restri ctio ns; such as colo r, polyg ons,   material, light  and texture,  the backg ro und of the  m odel sy stem  requi rem ent i s  as  simpl e   as   possibl e, as real as p o ssibl e ; spe c ial  re q u irem ents in t he wh ole mo del system.     4.3.2. Segmenta tion Mod e l Unit   Cell  division   is to  divide t he virtual  scene m odel  in to sm aller un its, only g e n e rate s a   transitio n  zon e  between  two layers of  L O D .  Befo re h i gh p r e c isio n  in LO D mo de l gene rate d i n   the tran sition  zo ne, a nd  high  pre c i s io n of L O D in  every ve rte x  corre s p ond ing mo rp hing , its  scope  is lo ca ted in th e a d j a ce nt verti c e s  b e tw e en t w o LO D  mod e l s , they a r e  g enerally sele cted   adja c ent vert ex of the low pre c i s ion L O D mo del  v e rti c e s  for it  re c ently  morp hin g  v e rtic es,   thus   formed  the  morp hing t w o ed ge s of  the verti c e s  in  the p r oce s s of transitio n. Before   transfo rmatio n of LO D m odel, the tra n sition  of  re al-time  simul a tion sce nari o  will di spl a y the   transitio n val ue of th e vertex and  upda te the tra n siti on g r ad ually, until the  nex t LOD mod e l  is  displ a yed.   (1) Sha pe Re tention   As to  simplif y the algo rith m mu st preserve  the  sha pe an d  su rfa c e  ch ara c te ristics of  model  as fa r  as p o ssibl e , so the al gorith m  must  fi rst fi nd out th e fe ature i n form a t ion mod e l (e.g.,  surfa c e  cu rva t ure, sha r p p o int and feat ure ed ge ),  an d then throu g h  the fusion  of flat area and   cha nge ch aracteri stics of  linear  edg e t o  sim p lify the model. T oda y, most algo rithms a dopt t he  edge  coll ap se is to  sim p li fy the model  or  smal l e r  curvature of t he adj acent surfa c e, and also  throug h the thre shol d met hod to simplif y the control.    (2) App r ox im ation Erro r Es timates    In orde r to si mplify control  pro c e ss, e a ch st ep i s  to si mplify all evaluation mo del  of local   approximatio n erro r, such  as  som e  e r ro r e s timati on  algorith m  ad o p ts lo cal  or di stan ce  crite r i o n   to judge the simplified erro r; geometry an d some  al go ri thms are use d  to limit the  simplified.       5. Conclusio n   In the study, it makes the study and discussi on of virtual reality ge ogra phi c information  system te ch n o logy sy stem atically ba se d  on th e  data  colle ction  an d analy s is,  a nd throug h u s ing  real time  3 - D modeli ng to ol Creato r , visual   drive r  software   com b ined with G I S  softwa r e, and  throug h usi n g  VC langua ge , it designs a nd implem ent s a reali s tic 3  D scen e mod e l.  In the paper,  many kind s of modeling  method  to co nstru c t the virtual enviro n m ent of  sceni c spot s are   ado pted, con s id erin g  t he sceni c  sp ot, entity mod e l ba se d te rrain, environm ent  and othe r obj ects of the p r oblem of mod e l establi s hm ent.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4353 – 4 360   4360 It also analy z ed co mmon  probl em s in the proc ess o f  virtual environment mo d e ling, the  model  of  structural  adju s tment, texture ma pping,   l e vels  of det ail, extern al  referen c e s  a n d   instantiate th e tech nical m e thod s are u s ed i n   optimi z ing th e entire model. T h rough  usi ng th ese   method s, ove r all pe rform a nce  of roami n g scena ri o s   can be im prov ed sig n ifica n tly; requiremen t s   of the real-tim e rend eri ng can be met.       Referen ces   [1]  Gao Jian xin. T he develo p ment  trend of GIS in recent revie w .  Jo urna l  of surveying  and  ma ppi n g   infor m ati on an d eng in eeri n g . 200 3; (5): 15-1 8 .   [2]  Z heng Go ngb o ,  luo zhij un. T he deve l o p ment  trend of GIS techn o lo g y  to e x p l or e.  Journ a l  of souther n   land and resources.  2003; (8):  67-70.    [3]  Shi J un, Qiu   Xin C u i  Li nli,  etc. T he CAD gr aph ic  d a ta is  c onverte d to t h e tech nol og y  r e searc h  a n d   app licati on of  GIS spatial dat a.  Journa l of n o rtheast forestr y  univers ity.  2001; 29(6): 8 3 -8 5.   [4]  Don g  R enc ai,  cong  sh engr i  eds, D e n g  Go ngb ing,  etc.  T he ap plic ation  of  3  s   tech no l o g y  in urb a n   gree n spac e s y stem stud y .   F o rest resources  ma na ge me nt.  200 6; 4(2): 83- 85.   [5]  Gong J un, Z h u  Qing S u i  Ha i  Gang, etc.   F r o m  the CA D mo del t o  the  seve ral pr ob lems  of dig i tal  urb a n   GIS model. Journa l  of W uhan  University (e n g in eeri ng sci en ce).  2003; 3 6 (3 ): 64-68.   [6]  He Jing. 3-D m ode lin g techn o l o g y .  Journ a l of  comp uter ap pl icatio ns . 200 6; 24(2 39): 33- 35 .    [7]  BuLiJ i ng W a n g  Guhai Z h a ng Z hen gp en g. 3DGIS visualiz atio n s y st em.  Journa l of Liao nin g   Engi neer in g T e chno logy U n iv ersity (supp le ment) . 2006; (2 5 ) : 63-63.   [8]  Don g  Z hank un . Venture Mult iGen mo del ing  techno lo g y   in  the rese arch  and a p p licati on of visu a l   simulati on.  Jou r nal of el ectron ic techno lo gy . 200 6; (2): 14-1 7 .   [9]  Chu Z h e ng W e i Ch en  Xi n, H an W enq ua n, etc.   T he cit y  of  three-dim ens i ona l ge ogra p h i c informatio n   s y stem to esta blish, ma intai n , update  and a p p licati o n .   Jo urn a l of eng in eeri ng survey.  20 0 6 ; (11): 9-13.   [10]  Z hu Qin g . Co n s ider ation  of  3 D  GIS techn o l o g y   progr ess.  Jo u r na l   o f  ge og ra ph i c al  in fo rm a t io n wo rl d .  200 4; 2(3): 6-7 .     [11]  Liu  xi ao  ya n,  macros, zha ng Lv c ountri es, et c.  T o  mana ge th e inf o rmatio n  s y stem of num ber   accord ing to t he qu asi n o w   w i t h  virtua l to  real mutu al o p e rati ons research test.  Journal of pai nted   new spap er . 20 03; (2): 17-21.   [12]  Ni Kai, Z h a n g  Yao-ting, Ma  Y ue-pe ng. S hortest Path  Anal ys is  Base d on Di jkstra' s  Algorithm i n   Emerge nc y R e spo n se S y ste m .  T E LKOMNIKA Indo nesi a n  Journ a l  of El ectrical E ngi ne erin g . 20 14 ;   12(5): 34 76- 34 82.   [13]  Yu Ka nh ua.  Urba n Pl an nin g  Su pp ort  S ystem Base d  o n  T h ree D i me nsio nal  GIS.  TEL K OMNIKA  Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri n g .  2014; 1 2 (5): 3 928- 393 5.   [14]  Hon g ren J i an g .   T he Shari ng  T e lecommunic a ti on Inform ati on R e sourc e s  Mana geme n t S y stem Bas e d   on B/S model  and GIS .   T E LKOMNIKA Indon esia n Jour nal of  Electric al Eng i ne eri n g .   2014; 12( 3) :   238 4-23 89.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.