程延鋒,，王俊江,，曹紅艷，王艷俠

　?。ㄖ袊姴▊鞑パ芯克?，山東 青島 266107）

　　摘要：隨著三維可視化技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，很多應(yīng)用工程領(lǐng)域需要三維地理信息系統(tǒng)顯示空間數(shù)據(jù),。據(jù)此介紹了marble的特點和應(yīng)用方式,，詳細論述使用VS2008和Qt構(gòu)建marble源碼的基本過程。應(yīng)用實例表明,，基于marble的空間數(shù)據(jù)三維圖形顯示真實,、形象、直觀,。

　　關(guān)鍵詞：三維可視化,；marble,；Qt；VS2008

0引言

　　隨著計算機技術(shù)和圖形技術(shù)的進步,，三維可視化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,，并廣泛應(yīng)用到了軍事、地理和礦產(chǎn)等諸多領(lǐng)域［16］,。為了對空間數(shù)據(jù)進行可視化應(yīng)用研究,，相對于虛擬的二維地球平面載體，虛擬的三維地球模型作為載體更具有直觀性和真實性,，所以選擇三維地球模型作為載體,。考慮如果從底層開始建立比較實用的三維地球模型,，則需要大量的人力在很好的硬件環(huán)境下花費大量的時間和精力才可完成開發(fā)工作,，但是所做出的效果也不一定比目前流行的軟件好。比如谷歌的Google Earth［5］就是一個典型的代表,。然而,，Guogle Earth也有自身問題，如存在三維數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量巨大,、代碼數(shù)量大,、操作繁瑣、瀏覽速度慢及難以脫離專業(yè)軟件環(huán)境等缺點,，而GNU下的marble［8］為解決這一問題提供了一個有效的途徑,。

1marble簡介和特點

　　marble是一個地理地圖集和虛擬桌面地球儀，具有一套完整的地理位置信息,，可以使用marble查找地點,，輕松地創(chuàng)建地圖、測量距離以及檢索與位置相關(guān)細節(jié),。marble帶有一個小型數(shù)據(jù)庫,，如果可以連接互聯(lián)網(wǎng)，marble可以連接到流行的互聯(lián)網(wǎng)百科全書“維基百科”,。marble提供了多種不同的視圖,，可以在線瀏覽地球上的地圖區(qū)域，也可以把地圖區(qū)域下載下來,，然后離線使用,。marble的所有特性都是由libMarble庫所提供的。libMarble是基于Qt框架所建立的庫,，Qt是一個多平臺的C++圖形用戶界面應(yīng)用程序框架，它為程序員開發(fā)多平臺應(yīng)用程序提供了方便［9］,。marble還有三個非常突出的優(yōu)點：

　　(1)marble是一個跨平臺的開源軟件,，支持的操作系統(tǒng)包括Linux,、Windows、Mac OS X和MeeGo Qt/C++,；

　　(2)由于libMarble是基于模塊和插件的,，可根據(jù)需要在marble中嵌入自己所編寫的插件；

　　(3)可以對由Keyhole標(biāo)記語言（Keyhole Markup Language, KML）所編寫的文件進行解釋,，把文件中所描述和保存的地理信息如點,、線、面和3D模型展現(xiàn)出來,。

2marble應(yīng)用方式和源碼構(gòu)建

　　2.1marble應(yīng)用方式

　　基于marble自身的特點,，有兩種方式可以對空間數(shù)據(jù)進行可視化應(yīng)用研究。

　　(1) 在marble中,，根據(jù)需要可以編寫特定功能的插件,，將對空間數(shù)據(jù)可視化的功能作為一個獨立的插件嵌入到marble中；

　　(2) 通過編譯源代碼,，生成對應(yīng)的動態(tài)庫,，在動態(tài)庫的基礎(chǔ)上建立一個獨立的程序?qū)崿F(xiàn)對空間數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用研究。

　　本文采用第二種方法實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用研究,，其主要包括以下兩個方面,。

　　(1) 下載marble的源代碼，然后通過cmake,、Qt4和VS2008進行編譯和建立相應(yīng)的動態(tài)庫marblewidgetd.dll,，在建立的程序中，調(diào)用動態(tài)庫marblewidgetd.dll提供的MarbleWidget和zoomView等API生成虛擬三維地球模型,。

　　(2) marble分層進行顯示,，可通過生成不同的層，顯示對應(yīng)的不同場景,，繼承LayerInterface類,，在層上實現(xiàn)三維圖形的顯示、旋轉(zhuǎn),、平移,、縮放和漫游等功能。

　　2.2marble源碼構(gòu)建

　　以下是編譯marble的具體步驟,，操作系統(tǒng)采用Windows,。

　　(1)安裝所需要的軟件以及配置相關(guān)環(huán)境

　　①安裝VS2008,；

　?、诎惭bQt，同時把安裝路徑加入到系統(tǒng)的環(huán)境變量中；

　?、郯惭bQtVSaddin,；

　　④安裝cmake,；

　?、菹螺dmarble源代碼。

　　(2)cmake marble源代碼,，在cmake gui配置文件中,，輸入marble源代碼的位置和marble源代碼的構(gòu)建位置。

　　(3)在cmake中點擊“configure”按鈕,，選擇Visual Studio 9 2008,。

　　(4)點擊“Generate”生成marble對應(yīng)的工程。

　　(5)用VS2008打開上步生成的marble工程,，進行構(gòu)建,。

　　(6)構(gòu)建完成后，進行安裝,，從而將庫和可執(zhí)行文件默認安裝在C:\\Program Files\\marble,。

　　此時，可以采用調(diào)用其生成的動態(tài)庫marblewidgetd.dll和靜態(tài)庫marblewidgetd.lib進行三維可視化的應(yīng)用,。

3應(yīng)用實例

　　下面通過繪制地域網(wǎng)格實例說明基于marble的應(yīng)用開發(fā)方法及其三維效果,。以三維圖形組件庫為基礎(chǔ)，子類化marble的MarbleWidget類,，實現(xiàn)了三維可視化窗體空間,，該控件可以插入到其他Qt窗體控件中，通過Qt中信號和槽的消息通信機制實現(xiàn)三維的顯示和交互,，具體步驟如下,。

　　(1) marblewidgetd.dll、marblewidgetd.lib和相關(guān)數(shù)據(jù)文件放到繪制地域網(wǎng)格工程目錄之下,；

　　(2) 在定義MarbleWidget類的對象的頭文件中,，加入如下代碼：

　　//定義MarbleWidget類的頭文件

　　#include <marble/MarbleWidget.h>

　　//定義繼承LayerInterface類的頭文件

　　#include "reglayer.h"

　　using namespace Marble;

　　MarbleWidget* m_pWgt;

　　reglayer * m_pLayer;

　　(3) 在定義MarbleWidget類的源文件中，主要加入如下代碼：

　　//申請marble對象

　　m_pWgt = newMarbleWidget(this);

　　m_pWgt->setGeometry(QRect(0,0,500,500));

　　//加入主題地圖紋理

　　m_pWgt->setMapThemeId("earth/srtm.dgml")

　　//marble初始大小

　　m_pWgt->zoomView(1500);

　　……

　　//申請對應(yīng)的圖層

　　m_pLayer = new QregLayer(m_pWgt);

　　//圖層加入marble

　　m_pWgt->map()->addLayer(m_pLayer);

　　(4)在定義的reglayer層中,，render()是主要的繪制地域網(wǎng)格等圖形三維顯示的函數(shù),；以經(jīng)度50°、緯度10°為圖1基于marble的地域網(wǎng)格中心,，6°一個方位（60個方位）,，400 km一個距離段（10個距離段），繪制一個圓形的地域網(wǎng)格,，其效果圖如圖1所示,。

4結(jié)論

　　本文進行了基于marble的三維可視化研究，包括marble的編譯、安裝以及如何應(yīng)用,；基于marble的空間數(shù)據(jù)顯示真實,、形象、直觀,，三維可視化效果好?；趍arble的三維顯示已應(yīng)用在很多實際項目中,，解決了很多實際問題，具有很好的實用與經(jīng)濟價值,。

參考文獻

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