基于VR-GIS一體化城市微觀交通虛擬仿真系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、虛擬地理信息系統(tǒng)(VR/GIS)是虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)相結(jié)合的新發(fā)展之一,是實施“數(shù)字地球”的關(guān)鍵技術(shù)之一。論文研究了VR/GIS技術(shù)及其相關(guān)理論,探討了VR/GIS技術(shù)及其在城市微觀交通虛擬仿真中的應(yīng)用,設(shè)計了基于VR/GIS一體化城市微觀交通虛擬仿真系統(tǒng)的構(gòu)架。主要做了如下工作:
　　 1)基于VR/GIS一體化城市微觀交通虛擬仿真系統(tǒng)需要以城市級地形及虛擬場景作為空間基礎(chǔ)。對此,論文研究了普通計

2、算機硬件條件下海量地形數(shù)據(jù)實時繪制的關(guān)鍵技術(shù),在此基礎(chǔ)上研究了基于GeneralPurposeGraphicProcessUnit(GPGPU)的城市地形實時繪制技術(shù);探討了虛擬城市三維模型的構(gòu)造和可視化問題,運用GPU的紋理繪制功能,結(jié)合虛擬場景的簡化技術(shù),為城市微觀交通仿真構(gòu)建一個虛擬的運行環(huán)境。
　　 2)論文在VR/GIS技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)了城市微觀交通仿真系統(tǒng)的核心模塊,核心模塊包括4部分:GIS路網(wǎng)輸入模塊,微觀交通仿真

3、模塊,分析決策模塊和VR輸出模塊。利用GIS功能實現(xiàn)了快速構(gòu)建路網(wǎng)模型,并易于建立路網(wǎng)之間的拓?fù)潢P(guān)系;研究了車輛產(chǎn)生、交通控制、車輛行駛、路徑選擇等交通仿真模塊;分析決策模塊能夠為交通項目的可行性研究、實施效果以及方案選擇、優(yōu)化和決策提供科學(xué)依據(jù);借助VR技術(shù)的可視化功能,為用戶提供一個具有逼真的直觀顯示、可實時交互的三維界面。
　　 3)基于城市道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析道路交叉口的相關(guān)度,同時考慮城市道路交通流動態(tài)變化的特點,提出了

4、基于城市道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的信號控制區(qū)劃分算法,并通過實例驗證該算法在仿真精度和速度等方面的可行性及其優(yōu)勢,能夠提高車輛在道路交叉口的通行效率,具有一定的實用價值。
　　 4)由于城市交通流數(shù)據(jù)具有高度的復(fù)雜性和非線性特征,如何準(zhǔn)確有效的對未來短時間內(nèi)的交通流進行預(yù)測一直是智能交通系統(tǒng)研究的重要課題。本文提出了一種基于微觀交通仿真的城市道路交通流預(yù)測方法,通過實時采集的交通流數(shù)據(jù),利用等維新息灰色模型GM(1,1)對未來短時間內(nèi)的城市

5、道路交通流進行預(yù)測,通過實例應(yīng)用驗證了模型的準(zhǔn)確性與實用性。
　　 5)介紹了城域景觀VRGIS一體化仿真平臺的功能及特色,在該平臺的基礎(chǔ)上設(shè)計了城市微觀交通虛擬仿真系統(tǒng),分析了基于VRGIS平臺的城市微觀交通虛擬仿真系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)、原則和功能;完成了對基于VR/GIS一體化城市微觀交通虛擬仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對各子系統(tǒng)的功能和技術(shù)實現(xiàn)作出分析和設(shè)計。
　　 6)對VR/GIS技術(shù)在城市微觀交通虛擬仿真中的應(yīng)用方法