一種基于互聯網的圖像全景展示方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地質模型展示技術領域，具體為一種基于互聯網的圖像全景展示方法。
【背景技術】
[0002]目前，伴隨著網絡媒體的到來，互聯網技術已經逐漸躋身于傳統媒體，并且在其中占有的位置在逐步擴大。Web作為網絡媒體發展的新階段，給網絡媒體帶來了新的發展機遇。Web利用集體的智慧，來組建一個全球互動共享的網絡。有效的利用了網絡用戶集體的智慧和算法上的數據管理，讓任何人都可以參與到網絡當中。在web網絡平臺上，通過AJAX技術，運用多維的方式，將信息整合在一起，方便使用者去管理和調用。在一個AJAX體系架構中，數據總是處在一種流動的狀態，也就是這種流動的狀態，是原本單調的網頁內容活起來。Web提供了更好的用戶體驗，搭建Web框架，利用WSGI (Web服務網關接口)和AJAX(異步JavaScript和XML)，容易使用和學習，是非常靈活，并能夠動態加載而不需要重新啟動服務器服務(這大大降低了開發和測試時間)。Ajax是目前應用最廣泛的RIA，其全稱為“Asynchronous JavaScript and XML”(異步 JavaScript 和 XML)，是一種創建交互式網頁應用的網頁開發技術。Ajax不是新技術，它只是對以往的一系列老技術的融合，然而Ajax的興起，給傳統的互聯網應用帶來了巨大的變革和深遠的影響，為互聯網的發展注入了新的力量。
[0003]全景展示系統包括全景視圖和全景系統分析兩個部分。全景視圖是虛擬現實和計算機視覺中一種重要的場景表示方法，它指的是在固定的視點，在垂直方向180°和水平方向360°的圖像視圖，簡單的形式可以是固定視平面上的360°視圖[1]。系統分析利用真實的全景圖像作為存儲方式，提高了虛擬系統場景畫面的加載速度，為構建虛擬野外地質信息系統提供了新的契機。全景展示系統能使用戶自由地在場景中走動，并且可以360°任意觀看各個方向的場景，它通過實景采集獲得完全真實的場景，用戶所看到的都是真實的場景，而不是虛擬建模的，此外，地圖與現實場景的互動結合給人們帶來3D建模無法實現的真實感受。全景展示系統提供的多熱點技術，可以讓用戶在獲得完全真實的場景的同時，更方便的查詢和觀看全景圖像所在位置的各種信息。
[0004]現有地質信息系統的可視性差，數據主要以文字和圖片的方式進行存儲和顯示。虛擬現實展示技術是近年來發展起來的一門嶄新的綜合性信息技術，該技術利用各種先進的硬件設備及軟件工具，設計出合理的硬件、軟件及交互界面，使用戶能交互式地觀察和操縱虛擬世界，其基本特征是實時性、沉浸感、交互性和想象力。目前，虛擬現實技術在航空航天、軍事訓練、機械設計、科學計算可視化、3D影視等諸多領域己經得到了初步的應用，隨著“數字地球”理念的提出，虛擬現實技術在地質學領域有了一定的發展，例如三維地質建模、空間信息可視化等。實現虛擬現實主要有兩種方法:一是基于幾何繪制的方法，也叫做基于模型的方法(Model-Based Method)，二是基于圖像的方法(Image-Based Rendering，簡稱IBR)，目前，基于幾何繪制的方法已經有很多的應用，虛擬現實在地學領域的應用也都是基于幾何繪制技術實現的，該方法由于涉及復雜的幾何建模過程，如果通過web進行發布，其實時性無法保證。而基于全景圖像的繪制技術，由于利用真實的全景圖像作為存儲方式，提高了虛擬系統場景畫面的加載速度，為構建虛擬野外地質信息系統提供了新的契機。全景虛擬現實技術能使用戶自由地在場景中走動，并且可以360°任意觀看各個方向的場景，它通過實景采集獲得完全真實的場景，用戶所看到的都是真實的場景，而不是虛擬建模的，此夕卜，地圖與現實場景的互動結合給人們帶來3D建模無法實現的真實感受。如果將這種技術應用于野外地質數據共享中，不僅可以大大增強地質數據的可視性，而且可以從一定程度上減少運算量，改善系統通過web發布時所帶來的實時性問題。
[0005]現有的地質信息共享系統交互性差。隨著Web時代的到來，用戶體驗得到了全新的關注。用戶體驗的一部分就是以新穎的方式與用戶交互以及為用戶提供信息。傳統的地質信息系統在交互性方面幾乎是一片空白。國內外已有實例將實景全景圖應用于GIS領域，不僅提高了數據的可視性，而且增強了站點的交互性。2007年5月，Google推出的street view map創新地將三維實景與電子地圖結合，提供實景地圖搜索服務，在Google的實景地圖中，現實中的建筑和道路已經不僅僅是地圖上抽象的點和線，而是身臨其境、栩栩如生的360°實景體驗；鄭絳宇用路途全景圖組成道路網并融入現有GIS，研究了獲取街道景觀的掃描系統，對一市區街道進行完全掃描，并對路途全景圖進行信息檢索，能在因特網上實時傳送，并在大區域內作連續的可視導航，通過同步顯示地圖和沿途兩側的景物，提高瀏覽者的空間感知體驗；2006年，國內首家虛擬全景地圖網站“城市吧”由杰圖軟件公司自主研發成功，該應用允許用戶原地360ο環視。2008年4月，“城市吧”將其定位從“實景地圖”拓展到“實景城市”，以實景地圖為切入口，引入真正“城市”的概念，從街道外景延伸至商家內景，將三維實景、電子地圖、生活信息、電子商務等元素融合在一起，為廣大網民提供以“實景”為特色的本地化生活信息搜索服務。如果能將該技術應用到地質信息共享系統，必將大大增強現有地質信息共享系統的可交互性，提升用戶體驗。事實上，充分利用圖像進行地質研究很早就受到了人們關注，1999年國際數學地質聯合會就舉辦了 GeoVis1n大會，在該會議上強調不同地質圖像，例如遙感、顯微鏡圖像以及其他類型圖像在地質研究中所發揮的巨大作用。
[0006]由于全景圖像具有分辨率高，對實際環境的表現力強的特點，而地質研究主要是通過野外地質觀察開展國土資源調查和地質研究的，全景圖像完全符合地質研究的特點，因此全景圖像將必然成為地質研究的基礎資料。目前有關該方面的文獻報道很少，國內的研究主要集中在遙感圖像的地質應用，在采集和應用全景圖像進行地質研究方面還沒有相關的研究工作。
[0007]野外地質信息基本上還處于分散的、非動態的管理現狀，極大地制約了地質信息資源的社會經濟效益的充分發揮。從野外采集得到的圖像等地質信息通過網絡服務器統一存儲、管理是實現地質數據共享的最優選擇之一，但是由于地質信息所涉及的信息種類多、內容復雜、信息量大，如果要通過Internet進行發布，必然帶來巨大的網絡數據流量，加之現有網絡帶寬有限，用戶的等待現象將尤為突出。一味地提升服務器和網絡的速度既不現實又不經濟。無論米用CGI (Common Gateway Interfac)、Web AP1、ActiveX技術，還是ASP (Active Server Pages)技術，對服務器的要求都較高，由于用戶發出的所有指令最終都由Server來完成，用戶端實際上是起了一個圖形終端的作用，致使服務器端負擔過重，要求服務器端的硬件速度快，內存容量大。當用戶數量多時，容易在服務器端形成瓶頸，進而影響整個系統的效率。近年來出現的Web技術為解決這一問題提供了新的契機，基于Web技術的地圖網站相繼推出，隨著世界上的一些大公司和研究機構投入越來越多的力量開發Web技術，Web技術逐步趨于成熟。RIA是Web的核心技術之一，它正是為了填補服務器端與客戶端之間的“鴻溝”所設計的一種全新的Web應用解決方案。它結合了桌面應用程序的反應快、交互性強的優點與Web應用程序的傳播范圍廣及容易傳播的特性，簡化并改進了 Web應用程序的用戶交互。這樣，開發的應用程序可以提供更豐富、更具有交互性和響應性的用戶體驗。可以設想，如果將RIA應用于地質信息共享領域，現有地質信息系統對開發工作量、網絡帶寬、計算機硬件等各方面都將降低要求，必然會將地質信息系統的網絡化推向一個新的高度。
【發明內容】
[0008]本發明所解決的技術問題在于提供一種基于互聯網的圖像全景展示方法，以解決上述【背景技術】中的問題。
[0009]本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:一種基于互聯網的圖像全景展示方法，包括:360°全景圖像顯示、用戶信息交互、數據存儲，圖像資料和熱點信息保存在存儲服務器中，圖像數據庫和熱點數據庫與存儲服務器進行數據連接，通過圖像數據庫和熱點數據庫來控制和提取存儲服務器中的圖像資料和熱點信息，圖像處理服務器對圖像資料進行裁剪和顯示前加工，熱點數據庫向圖像中添加熱點，并分別和AJAX程序進行交互，經由Internet網絡最終顯示給用戶，管理員也通過Internet網絡對整體程序修改和維護，用戶通過Internet網絡向服務器提交和修改熱點數據，經管理員審核后存儲到熱點數據庫中，存儲后的熱點數據庫可以通過Ajax程序加入到全景圖像中。
[0010]所述圖像處理服務器對圖像資料進行裁剪和顯示前加工包括圖像分級顯示，圖像分級顯示為圖像初級顯示采用低分辨率圖片顯示；當圖片放大到第二個級別，采用中級分辨率讀取方式，將圖片分成四個部分，分別為A、B、C、D ;圖片放大到最大時，采用高分辨率讀取方式，將圖片分成16個部分，分別為AA、AB、BA.....;據當前的縮放比例計算出當前可見塊，然后利用Ajax技術去后臺圖片庫中分別取出對應的分割后的小圖片，由于只取可見塊中的圖片來顯示，所以速度很快，實現了網頁上圖件的快速刷新，在對圖塊進行顯示的同時，采用異步技術，利用網絡空閑對當前視窗周圍的圖塊進行預先加載，當用戶進行下一步漫游時，這些圖塊已經預先加載好了，從而減少用戶的等待時間，提升了用戶體驗。
[0011]所述熱點數據庫信息智能檢索方法為將關鍵字模糊輸入，然后對關鍵字進行中心化處理，之后計算各熱點數據與關鍵字匹配情況，隨之尋找與關鍵字匹配的相關熱點，最終顯示找出結果。
[0012]所述用戶通過Internet網絡向服務器提交和修改熱點數據方法為由用戶提交添加熱點請求，服務器端通過Ajax引擎與Web服務器和熱點數據庫進行響應。Ajax引擎中JSP程序要對熱點數據進行的過濾與整理后提供給Web服務器和熱點數據庫進行封裝和保存；封裝好的熱點數據庫，再通過Ajax引擎添