1.研究背景

在近日結束的全國地理信息應用成果及地圖展覽會上，三維導航技術再一次引起了業內人士的極大關注。目前我國導航電子地圖還是以二維為主，導航畫面無一例外的全由點、線、面組成，但近年來我國道路發展極其迅速，高架橋、高速路平地拔起，本來熟悉的道路幾日不見便“改頭換面”，這就給人們的生活帶來不便，于是，人們對導航電子地圖呆板的畫面和混亂的二維線條感到厭倦，一個期待能夠全方位實景導航的訴求就擺在廣大圖商和GPS硬件生產廠商面前。

目前市場上對于三維導航技術的應用大都還停留在概念上的炒作，距離真正意義的三維實景導航技術還有很大的距離，絕大多數產品的地圖軟件都僅僅只是提供了地圖的鳥瞰模式來形成一種偽三維的效果。還有一種比較流行的做法就是實景切割畫面顯示，基本上地圖軟件內帶有的信息能夠虛擬顯示出和真實環境中岔路口相差不大的畫面，這樣可以方便用戶判斷自己的前進方向，不過由于地圖的更新遠跟不上實際環境的變動，所以在實際使用過程中還需要盡量按實際狀況來行駛，不要完全依賴地圖，避免交通事故發生。通過上面的文字不難看出現在的三維技術還只是停留在一個比較淺顯的階段，對于三維導航技術的應用還處于一個簡單的模仿水平上。

高昂的技術成本一直是三維導航不能突破的瓶頸，看似一款簡單的電子地圖，制作過程卻要花費巨大的人力物力。首先，精確度是導航電子地圖的根基，沒有精確度就沒有地圖質量，在地圖上一個簡單的動態三維實景畫面都需要數據采集人員對采集點進行全方位的數據采集，數據經質檢比對、校正合格后才能交給圖片制作人員加工處理；其次，動態三維具有極大的數據量，如何才能保證導航畫面的連貫、與實際路況相符，這就需要具備先進的圖像、音頻數據等諸多組成元素的壓縮處理與還原技術，還要擁有超高效的圖像加速處理工藝等等一系列核心技術。

如何研究一款技術門檻較低、實現相對容易的三維實景導航系統，具有比較重要的現實意義。本研究在長沙理工大學三維數字校園建設的基礎上，開發了基于Google數字地球平臺的三維校園導航系統。利用Google SketchUp建立校園三維導航系統所需的道路和建筑模型，這種方式不僅費用低廉、可操控型高，而且紋理表達更真實，所建立的模型可以直接導入Google Earth，和Google Earth免費提供的海量遙感影像和數字地面模型一起，構建與實際情況一致的、逼真的三維的交通導航環境；在此基礎上，利用Google Earth API開發極具個性的客戶端軟件，在此基礎上實現三維場景瀏覽、交通路徑規劃和導航。系統360度的旋轉功能實現了直觀、逼真的校園交通導航、漫游功能，使用戶有了身臨其境的感受和體驗。

2.設計思路和具體實現

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