FreeEarth三维数字地球开发平台，三维可视化

一、 概述

西安恒歌数码科技有限责任公司是国内OSG与osgEarth数字地球技术的研究专家杨石兴创立的以技术服务、产品研发、技术培训为业务主体的高新技术企业。

l 在产品方面，公司成功研发了FreeEarth-数字地球研发平台，并且源码可销售，为广大科研院所以及相关企业提供专业的技术服务。

l 在数据方面，公司形成了一整套对卫星影像数据、高程数据以及矢量数据和倾斜摄影数据进行调色、去云除雾、拼接、平整、抽稀等成熟业务流程。

l 在业务方面，公司凭借雄厚的技术实力，在军事推演、数字城市、水利信息化、地理信息等多个行业均有成功实施案例。

二、 数据

公司提供卫星影像、高程以及矢量、地名等数据。提供对数据的优化和处理业务。

影像数据：

l 调色，把不同时期拍摄色彩不一的卫星图片进行色彩统一。

l 拼接以及切片，对切片的数据可以进行拼接，对拼接的数据可以进行切片。

l 除云，对卫片表面有浅薄云层的，可以进行除云处理。

l 除雾，对卫片表面有大面积云雾的可以进行除雾处理。

高程数据：

l 平整，对高程数据中的奇数据进行平整。

l 拼接以及切片，对高程数据可以进行拼接和切片。

倾斜摄影数据：

l 抽稀，可以对复杂的数据进行抽稀，一直到建立顶层金字塔，完成海量数据的读取工作。

l 切割和提取，可以对生产的数据进行切割和局部提取工作。

l 平整，可按要求对局部数据进行平整。

三、 产品

FreeEarth—数字地球平台是西安恒歌数码科技有限责任公司（Xi'an Hengge Digital Technology）竭力打造的支持多行业应用的仿真可视化平台。它具有以下特点：

l 开放性，源码可销售，公司以技术立身，始终坚持技术开放创新和共享的思想。

l 高效率，设计了强大的基于海量数据快速调度的机制。

l 好效果，无论是空、地、海的渲染都别具匠心，真实与美观振撼并存。

l 跨平台，产品支持Windows、Linux、Android、麒麟、Unix、OS X等操作系统。

l 架构灵活，支持本地与网络多种访问形式，第一个版本采用B/S架构。可灵活扩展。

l 可扩展性，支持几乎所有流行的数据与数据组织形式，并可灵活对自有数据进行加密。

3.1基础数据的加载与渲染

l 支持卫星影像、数字高程、矢量、地标等数据的海量快速调度与渲染。

l 支持本地与网络两种方式对数据进行存储和访问。

l 支持倾斜摄影数据在地球表面进行加载。

l 支持晕眩图、地表网格等各种渲染模式。

图1-1加载高程、影像、矢量、地标

图1-2加载影像效果与GoogleEarth对比，有更强的立体感

图1-2加载高程，山体近景效果，实时可调节的立体效果

图1-3加载高程，远景地表效果，强大的立体效果

图1-4加载倾斜摄影数据的地表效果

图1-5 晕眩图渲染模式，可实时定制色调与阴影

图1-5 晕眩图侧视

3.2自然环境模拟

l 支持对局部雨雪效果的定义和调。

l 支持对云的模拟，支持傍晚、中午等不同颜色和形态的云。

l 支持对太阳、月亮等天体的模拟。

l 支持大地形全局光照和阴影。

图1-6 雪效果的模拟，可调整大小和指定范围

图1-7 雨效果的模拟，可调整大小和指定范围

图1-8 黄昏大气和光照效果模拟，可模拟24小时变化

图1-9云效果的模拟

图1-10 太阳和星云模拟

3.3海洋数据渲染

l 可真实的渲染海面、反射、折射、浪花等效果。

l 可渲染海面航船的尾流、侧流以及直升机旋涡等效果。

l 可真实表达海底数据的起伏状况。

l 可使用单色图来直观的表达海底的地形地貌。

图1-11 海洋与陆地宏观渲染图

图1-13远海的波浪与航船，航船随波浪起伏，船头伴随浪花

图1-14有尾迹与没有尾迹的航船对比

图1-15 浪花效果

图1-13 模拟直升机起飞旋波

图1-12 陆地与海洋采用跟据海拔的半透明过度

图1-11 从全局到局部逐步清晰的海底地貌表示

3.4辅助工具

主要有导航器、比例尺、鸟瞰图、经纬网格、相机信息等。

图1-12 左上角是导航器，可以以旋转、缩放等方式操作

图1-13 左下角含有鸟瞰图

图1-14 左下角含有比例尺，右上角是相机信息

图1-15 经纬网格

3.5 量测量算

系统提供对距离、面积、投影以及通视等情况的分析和量测。

图1-16实时计算面积

6实时计算坡长

图1-17对高度进行测量

图1-18对地表距离进行测量

四、行业应用

1、军事推演

l 可对想定进行编辑

l 可针对外部数据实时驱动场景，各兵种实现联合仿真

l 可实现标准军标的绘制与控制

l 可对推演进度进行控制，推演结果进行评估、保存、回放以及快进、快退等操作。

l 可对雷达、实体通信进行表示

l 可对武器覆盖范围进行展示

l 支持红外/夜视效果

图1-19军标绘制

图1-24 使用触摸设备进行兵力部署

图1-20 应急预案推演与制定

图1-21 飞机飞行屏显示意

图1-21 飞机飞行理想航道示意

图1-22 飞机着陆近进通道示意

图 1-23 飞行告警区域示意，红色为危险高度以上地表

图1-24 飞机起飞示意

图1-25 飞机与地面雷达示意

图1-25 红外/夜视效果示意

2、数字城市

l 能将来自倾斜摄影、手工建模、矢量轮廓等各种模型数据加载在地球上。

l 能够满足各种业务展示需求，常见的有对移动物体的监控等。

图1-26 根据矢量轮廓生成的波士顿模型，带光影效果，可模拟24小时光影变化

图1-27 对城市公交系统进行监控，实时查看公交摄像头信息

图1-28 可对城市管线实施自动化建模

3. 水利信息化

l 可以对水淹数据进行展示

l 可以对水淹过程进行模拟

l 可以模拟流场以及水流流向、流速

图1-26 小场景水淹过程展示

图1-27 在地球上进行流域范围内水淹深度效果展示

图1-28 流域网格分布

图1-28 水淹到达时间分布图

图1-29水淹历时特效分布图

图1-30 水淹流速特效分布图

图1-30 大坝及流场示意

图1-31淹没区房屋及流场示意

图1-32 水库与流域流场

图1-32 跨河道桥梁

图1-31 使用流场区分表示水流速度

图1-32 局部水面与流场展示

4、装备展示

l 能够对装备进行拆装

l 能够对装备的制造进度以及故障进行展示

l 能够对装备的设计模型、图纸等进行实时调取

图1-33 进度展示，制造完成的部件为绿色，故障为红色

图1-34 可对零部件进行分组查看