本發(fā)明涉及電子地圖領(lǐng)域，特別涉及一種基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)與gis數(shù)據(jù)的電子地圖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(virtualreality，vr)技術(shù)，是一種以計算機技術(shù)為核心，融合計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)等多種技術(shù)，通過模擬使用者的聽覺、觸覺、視覺等感官的感受，讓使用者全方位的、沒有限制的去觀察計算機模擬出的三維虛擬空間的技術(shù)。在利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的過程中，用戶如同身臨其境，并可以與數(shù)字化環(huán)境中的對象進行交互，相互影響。目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的呈現(xiàn)，主要是體驗者頭戴型顯示器觀看電腦或智能手機模擬產(chǎn)生的虛構(gòu)世界的影像，并配有耳機、運動傳感器或其他設(shè)備等，為體驗著提供視覺、聽覺、觸覺等方面的感官體驗。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，多個領(lǐng)域與虛擬現(xiàn)實技術(shù)嘗試結(jié)合，并因此衍生出一系列實用的應(yīng)用。

在地圖制圖領(lǐng)域，傳統(tǒng)的地圖是二維平面紙質(zhì)地圖，這種地圖缺乏時效性，而且表達信息少，缺少與用戶的交互。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，近二十年來，電子地圖漸漸出現(xiàn)在人們的生活中。電子地圖突破了傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖時間和空間上的局限性，具有更豐富的信息含量和更廣闊的應(yīng)用范圍。其以可視化的數(shù)字地圖為背景，通過文本、圖片、圖表、聲音、動畫等多種媒體表現(xiàn)方式，可以綜合展示地區(qū)、城市、旅游景點等區(qū)域的面貌，是數(shù)字化技術(shù)與古老地圖學(xué)結(jié)合產(chǎn)生的新品種。近十年來，gps設(shè)備在手機中不斷普及，基于此的電子地圖、導(dǎo)航應(yīng)用等層出不窮，人們的生活越來越離不開電子地圖，因此，紙質(zhì)地圖也漸漸退出了歷史舞臺。

然而，雖然目前各類電子地圖，如街景地圖、導(dǎo)航地圖等廣泛應(yīng)用于生活中，電子地圖仍然存在一些問題。首先，地圖其本身的特點即在于使用特定的符號代表相應(yīng)的地理信息，然而過于抽象的符號使得用戶在真實場景中使用時難以將符號與真實地物連接。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的產(chǎn)生較好地解決了這一方法，因為vr技術(shù)能提供最為真實的場景，讓人身臨其境，體會真正場景，而不是抽象的符號。其次，目前地圖所采用的地理信息數(shù)據(jù)種類較少，難以提供多角度多方位的信息。最重要的是，目前電子地圖與用戶交互方式較為單調(diào)，完全不能帶給或帶給用戶極弱的真實感與沉浸感。此外，雖然目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展火熱，但仍然沒有成熟的與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合的電子地圖系統(tǒng)。

在這種境況下，本發(fā)明探索了地圖，這一運用多種符號系統(tǒng)表達真實地理信息的載體，與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合的方式，概括性地提出了一種基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的電子地圖系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實電子地圖系統(tǒng)中的呈現(xiàn)，提高地圖與用戶之間的交互，提高用戶瀏覽地圖時獲取的信息量，擴展地理信息數(shù)據(jù)的范圍，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)和gis數(shù)據(jù)的電子地圖系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)與gis數(shù)據(jù)的電子地圖系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)組織模塊和地圖應(yīng)用模塊，

數(shù)據(jù)收集模塊，用于從多角度、多層次收集整合數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)組織模塊；

數(shù)據(jù)組織模塊，用于處理數(shù)據(jù)收集模塊輸出的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲到空間數(shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)送入地圖應(yīng)用模塊；數(shù)據(jù)組織后得到基于地理信息的數(shù)據(jù)，包含但不限于圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)以及文本信息；

地圖應(yīng)用模塊，用于接收數(shù)據(jù)組織模塊輸出的數(shù)據(jù)，采用虛擬現(xiàn)實控制方式提供電子地圖數(shù)據(jù)的顯示，電子地圖數(shù)據(jù)的顯示分為三層，第一層為宏觀的首頁地圖，包含根據(jù)經(jīng)緯度和真實地理位置分布其上的poi點，第二層為微觀的具體地理場景，包括圖片、視頻、三維場景，第三層為具體的地理位置文本屬性信息；地圖中所包含的地理信息，通過經(jīng)緯度和具體坐標，以三層結(jié)構(gòu)進行相互關(guān)聯(lián)。

而且，基于地理信息的數(shù)據(jù)包括直接移植poi點的文本信息、全景圖片、瓦片地圖底圖。

而且，收集整合數(shù)據(jù)時，包括采用基于雙全景相機的全景數(shù)據(jù)收集裝置實現(xiàn)收集，所述全景數(shù)據(jù)收集裝置包括一臺無人機本體、無人機支架和全景相機集成架、兩臺相同的全景相機，所述全景相機集成架包括掛接件和全景相機固定件；無人機支架連接在無人機本體下方，全景相機集成架通過掛接件連接無人機支架，兩臺全景相機通過全景相機固定件并列固定在全景相機集成架中；掛接件和全景相機固定件為一體化成型。

而且，每臺全景相機采用兩個魚眼鏡頭。

而且，全景相機通過全景相機固定件固定后，兩臺全景相機之間的間距以及與地面之間的夾角在拍攝過程中保持固定。

而且，掛接件為分別設(shè)置在全景相機固定件兩側(cè)的兩個掛鉤。

而且，掛接件和全景相機固定件為3d打印一體化成型。

而且，地圖應(yīng)用模塊通過頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備集成交互模塊和導(dǎo)航終端實現(xiàn)，頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備連接遠程的云端服務(wù)器，

所述交互模塊，用于支持用戶指令的輸入交互，所述指令包括語音指令；

所述導(dǎo)航終端，用于將用戶的語音指令和實時定位所得用戶的位置信息并發(fā)送給云端服務(wù)器；

所述云端服務(wù)器，用于接收并識別用戶語音指令，在空間數(shù)據(jù)庫中調(diào)用用戶起始和目的地的屬性信息，并將結(jié)果反饋導(dǎo)航終端；

所述頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，用于接收導(dǎo)航終端根據(jù)云端服務(wù)器反饋結(jié)果發(fā)送的導(dǎo)航信息，并基于全景地圖將導(dǎo)航信息基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)于用戶視野前方，提供對目的地的指向性導(dǎo)航。

而且，交互模塊支持的交互方式包括按鈕、凝視、動作或語音。

而且，所述云端服務(wù)器模塊包括語音識別單元和數(shù)據(jù)調(diào)用單元，語音識別單元用于將語音指令與語音庫內(nèi)數(shù)據(jù)進行匹配，將匹配結(jié)果轉(zhuǎn)換為文本關(guān)鍵字作為目的地名稱輸入數(shù)據(jù)調(diào)用單元；數(shù)據(jù)調(diào)用單元用于在空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)進行用戶所在地、目的地的查詢與調(diào)用，并將用戶所在地、目的地的詳細屬性信息反饋給導(dǎo)航終端。

本發(fā)明公開一種基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)(vr)的電子地圖系統(tǒng)，通過采集地理信息數(shù)據(jù)，將gis電子地圖數(shù)據(jù)以虛擬現(xiàn)實技術(shù)的形式多層次呈現(xiàn)，充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式體感體驗，使得用戶可以通過體感交互控制地圖的瀏覽、漫游、信息查詢，并能夠以地圖為入口，進入多種場景，獲取相關(guān)地理信息，包括但不限于：全景和街景圖片，全景視頻，三維模型，文本信息等。采用本發(fā)明的電子地圖系統(tǒng)與傳統(tǒng)紙質(zhì)、電子二維地圖相比，創(chuàng)新特色在于：(1)提供宏觀與微觀“雙全”的地理信息數(shù)據(jù)；(2)具有雙全景相機模擬“雙目”逼真的立體感；(3)結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式交互方式；(4)連接虛擬電子地圖與現(xiàn)實世界等。本系統(tǒng)從全新的角度實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實電子地圖的個性化表達，大大擴展了電子地圖的內(nèi)容和表現(xiàn)形式，突破了gis領(lǐng)域的服務(wù)方式，探究了電子地圖發(fā)展的新方向。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的原理圖；

圖2為本發(fā)明實施例的應(yīng)用實例操作圖；

圖3為本發(fā)明實施例的地圖數(shù)據(jù)顯示方式示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的基于雙全景相機的全景數(shù)據(jù)收集裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明實施例的地圖應(yīng)用示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進行具體描述。

本發(fā)明的基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)和gis數(shù)據(jù)的電子地圖系統(tǒng)著重突出地理信息數(shù)據(jù)在電子地圖系統(tǒng)中的虛擬現(xiàn)實呈現(xiàn)，主要包括以下兩個方面：

通過數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的組織以及地圖系統(tǒng)的應(yīng)用最終得到地理信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的收集是指通過gis數(shù)據(jù)的采集，從空中、地面、建筑物內(nèi)部得到gis數(shù)據(jù)。為了能夠完整地構(gòu)成虛擬現(xiàn)實世界，需要從多角度，多方面進行數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)的組織是指將得到的數(shù)據(jù)整理后得到易于儲存、管理、查詢的數(shù)據(jù)形式。在本發(fā)明中生成包括圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)，三維模型數(shù)據(jù)以及文本信息數(shù)據(jù)在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)。

在電子地圖中對于所采集的地理信息數(shù)據(jù)進行虛擬現(xiàn)實式呈現(xiàn)。對于地理信息數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)分為兩個方面，一個方面是進行對電子地圖系統(tǒng)的構(gòu)建，在這個層面上，需要搭建空間數(shù)據(jù)庫并用來存儲獲得的地理信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電子地圖系統(tǒng)中的地理信息數(shù)據(jù)在軟件中的顯示以及用戶通過虛擬現(xiàn)實交互方式對軟件進行控制。在地圖應(yīng)用方面，地圖系統(tǒng)首頁的電子地圖將作為入口，設(shè)置poi點建立場景讀取先前采集的地理信息數(shù)據(jù)。用戶可通過虛擬現(xiàn)實式交互方式，選擇想要瀏覽的數(shù)據(jù)。交互方式包括按鈕、凝視、語言、動作等。

本發(fā)明技術(shù)方案可采用計算機軟件技術(shù)實現(xiàn)模塊化設(shè)計。以下結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明技術(shù)方案。

如圖1，實施例所提供基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)和gis數(shù)據(jù)的電子地圖系統(tǒng)，包括地理數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)組織模塊、地圖應(yīng)用模塊。以下分別說明各模塊實現(xiàn)，以供實施參考。

數(shù)據(jù)收集模塊，用于收集整合數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)組織模塊。本方案的數(shù)據(jù)收集方式主要基于以下兩個要點：(1)借鑒當前電子地圖數(shù)據(jù)的收集方式，同時注重創(chuàng)新；(2)已有的地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)較為容易地轉(zhuǎn)變?yōu)楸鞠到y(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)現(xiàn)有地理信息數(shù)據(jù)的再利用。

1.本設(shè)計系統(tǒng)從多角度、多層次展現(xiàn)數(shù)據(jù)，包含了空中，地面，室內(nèi)等形式。數(shù)據(jù)的收集采用目前通用的一些數(shù)據(jù)采集方式，如街景照片的采集等。同時又增添了新的數(shù)據(jù)采集形式(例如，通過無人機攜帶全景拍攝設(shè)備上天，實現(xiàn)空中全景數(shù)據(jù)的采集)。在此基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)收集上還有兩點創(chuàng)新：

第一是“雙目”采集全景數(shù)據(jù)。當前全景、街景數(shù)據(jù)均以一張照片的形式進行顯現(xiàn)。在虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域，單一的照片由于缺少了人眼的“雙目成像”、“景深”的體驗，難以呈現(xiàn)出三維的效果。而本系統(tǒng)在采集全景照片時，創(chuàng)新性地采用了兩臺全景相機同時收集數(shù)據(jù)?；谌搜鄣某上裨恚O(shè)定好兩臺相機之間的間距及拍攝角度，模擬“雙目”的數(shù)據(jù)采集。與普通的全景數(shù)據(jù)相比，本系統(tǒng)呈現(xiàn)的照片、視頻等數(shù)據(jù)給人更立體真實之感，更好地符合了虛擬現(xiàn)實技術(shù)所需要的現(xiàn)實呈現(xiàn)感。

參見圖4，本發(fā)明提供的基于雙全景相機的全景數(shù)據(jù)收集裝置，包括一臺無人機本體1、無人機支架2和全景相機集成架3、兩臺相同的全景相機4，所述全景相機集成架3包括掛接件301和全景相機固定件302；無人機支架2連接在無人機本體1下方，全景相機集成架3通過掛接件301連接無人機支架2，兩臺全景相機4通過全景相機固定件302并列固定在全景相機集成架3中；掛接件301和全景相機固定件302為一體化成型。通過一體化成型，全景相機固定件302搭載全景相機后，可以方便地保證全景相機各參數(shù)保持不變。

進一步地，每臺全景相機4采用兩個魚眼鏡頭。具體實施時，使用兩臺完全相同的基于魚眼鏡頭的全景相機，每臺相機采用兩個魚眼鏡頭(各進行180°拍攝)可支持獲取照片、視頻數(shù)據(jù)的360°全景拍攝。

進一步地，掛接件301為分別設(shè)置在全景相機固定件302兩側(cè)的兩個掛鉤。

進一步地，全景相機4通過全景相機固定件302固定后，兩臺全景相機4之間的間距以及與地面之間的夾角在拍攝過程中保持固定。

進一步地，掛接件301和全景相機固定件302為3d打印一體化成型。優(yōu)選地，全景相機集成架3由3d打印技術(shù)制作以避免活動部件。全景相機應(yīng)滿足獲得較高分辨率數(shù)據(jù)的條件，3d打印技術(shù)所制作的全景相機集成架3可以嚴格保證兩臺全景相機之間的間距以及與地面之間的夾角，兩臺全景相機即構(gòu)成雙全景相機。

用3d打印技術(shù)制作的全景相機集成架3精度高，保證了雙全景相機的嚴格視距、嚴格朝向角度，大大減小了可能因設(shè)備晃動或間距角度微變而產(chǎn)生的誤差，且由于使用了3d打印技術(shù)，具有靈活的可定制性，可用于各種平臺下的全景數(shù)據(jù)收集，對相機的種類也無限制。嚴格控制雙全景相機之間的間隔、與地面之間的夾角以及雙相機視軸的相對角度。

具體使用時，雙全景相機根據(jù)人眼成像原理，模擬雙目，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的最適宜間距與夾角，增強了“景深”效果，將全景數(shù)據(jù)擴展到含有景深效果的全景數(shù)據(jù)的收集，且簡化了數(shù)據(jù)收集過程。兩臺全景相機4在豎直方向保持相同高度。同時啟動兩臺全景相機4就可拍攝出角度稍有不同的照片或視頻數(shù)據(jù)，后續(xù)導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備即可獲得具有“景深”效果的360度全景圖片或視頻。

第二是增添了視頻數(shù)據(jù)。與靜態(tài)的圖片相比，視頻具有連續(xù)性、信息負載量大的特性，其包含了更多的信息。視頻還具有更高度的個性化表達形式，可以根據(jù)數(shù)據(jù)采集者(拍攝者)的想法創(chuàng)作視頻，因而可以提供更豐富的信息和更多元化的數(shù)據(jù)表達。

2.目前現(xiàn)有的地理信息數(shù)據(jù)，其存儲方式主要以地點屬性文本信息、照片(全景、街景)三維模型數(shù)據(jù)為主。在本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集中也大量獲取了現(xiàn)有的地理信息數(shù)據(jù)，為此，也注意到了多源數(shù)據(jù)的融合與統(tǒng)一，大大擴充了數(shù)據(jù)量。

數(shù)據(jù)組織模塊，用于處理數(shù)據(jù)收集模塊輸出的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲到空間數(shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)送入軟件開發(fā)模塊。數(shù)據(jù)組織后得到的是基于地理信息的數(shù)據(jù)，包含但不限于圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)以及文本信息等。本系統(tǒng)高度注重數(shù)據(jù)的可移植性和可拓展性。由于借鑒和參考了當前電子地圖的地理信息數(shù)據(jù)組織方式，大多數(shù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，包括poi點的文本信息、全景圖片、瓦片地圖底圖等均可以直接移植應(yīng)用于基于本文的全景地圖系統(tǒng)中。

實施例中，數(shù)據(jù)組織模塊，主要進行地理信息數(shù)據(jù)的選擇，分析與處理，最后獲取需要使用的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用了空間數(shù)據(jù)庫，用來存儲、分析、查詢地理信息數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)將放置在云端服務(wù)器以供存儲、調(diào)用和下載，同時實現(xiàn)了和網(wǎng)絡(luò)進行通信。對于不同的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)也采用了不同的組織方法。對于圖片數(shù)據(jù)，本發(fā)明將所獲取的全景圖片導(dǎo)入unity3d軟件中，通過軟件內(nèi)置的方法將照片生成為材質(zhì)，創(chuàng)建模擬人眼視角的材質(zhì)球，再將照片貼到材質(zhì)球上，即可在虛擬現(xiàn)實設(shè)備中體驗全景圖片場景。因為本發(fā)明根據(jù)人眼的成像原理，使用兩臺相機模擬雙眼調(diào)整到“景深”效果最好的間距并同時拍攝，獲得兩張角度略有不同的照片，分別導(dǎo)入對圖片和視頻數(shù)據(jù)進行處理的軟件后，建立材質(zhì)球?qū)⒄掌刹馁|(zhì)，根據(jù)照片拍攝的角度，將照片和左右攝像機所能看到的材質(zhì)球一一對應(yīng)，并將照片貼到材質(zhì)球上，即可使照片在虛擬現(xiàn)實設(shè)備中呈現(xiàn)立體效果。視頻的處理與圖片場景的處理類似，在建立材質(zhì)球后分別貼上采集的視頻數(shù)據(jù)，將各個地點的視頻數(shù)據(jù)與材質(zhì)球關(guān)聯(lián)，使得用戶可以觀看到真實場景的全景視頻。對于三維數(shù)據(jù)，本發(fā)明將利用已有或建立三維模型，將其處理為可導(dǎo)入本系統(tǒng)的形式，使得用戶可以在其中漫游和游覽。對于文本數(shù)據(jù)，在本系統(tǒng)中將主要提供文字、圖片等地理信息屬性，并可以獲取其他社交軟件的相關(guān)信息和資料，提供全面的地點屬性數(shù)據(jù)。圖片、視頻、三維等場景中的地理信息數(shù)據(jù)，通過采用本發(fā)明的方法，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，最終將真實的地理信息場景呈現(xiàn)在用戶面前，并將帶給用戶良好的沉浸感。

地圖應(yīng)用模塊，用于接收數(shù)據(jù)組織模塊輸出的數(shù)據(jù)，此模塊包含兩個內(nèi)容，一是電子地圖數(shù)據(jù)顯示方式，二是虛擬現(xiàn)實控制。

電子地圖數(shù)據(jù)顯示方式，即根據(jù)用戶的行為，讀取所需數(shù)據(jù)，并以相應(yīng)的顯示方式進行展示。本系統(tǒng)中，地理信息在電子地圖上的顯示方式實際為三級系統(tǒng)，如圖3。通過三級系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，用戶可以完成地理信息的獲取。

本系統(tǒng)的第一層為首頁電子地圖，形式類似于當前電子地圖、導(dǎo)航地圖，采用瓦片地圖的顯示形式，從宏觀上對于地理要素進行展示。打開本系統(tǒng)后，首先出現(xiàn)的便是首頁地圖。在首頁地圖的固定位置需要設(shè)置工具欄，以實現(xiàn)全系統(tǒng)控制的基本功能，可以通過多種交互功能，完成地圖的漫游、瓦片地圖層級的轉(zhuǎn)換、poi點場景的進入。用戶可以在首頁地圖中進行漫游和導(dǎo)航，前往目的地。在首頁地圖上，根據(jù)具體的經(jīng)緯度信息，分布了多種poi點。poi點，即興趣點，包含了四方面的信息，分別是名稱、類別、經(jīng)緯度和屬性。用戶可通過頭部的轉(zhuǎn)動等交互方式到達想要到達的地點，通過選擇目的地的poi點，即可進入相應(yīng)的場景進行更為細致地瀏覽。

電子地圖數(shù)據(jù)顯示的第二層為各個poi點場景。各個場景的類型，根據(jù)所采集的地理數(shù)據(jù)類型決定。這些場景包括：(全景)圖片場景，(全景)視頻場景，三維場景等。各個場景可以從微觀上對于地理信息進行具體描述。用戶根據(jù)場景的不同，可以使用不同的功能，包括但不限于漫游、查詢等，為用戶提供了真實、細致的地理實體場景。各個poi的場景與首頁地圖中的poi點相互關(guān)聯(lián)，使得用戶可以通過首頁地圖進入具體的poi場景，從宏觀進入微觀，了解地理世界的細節(jié)。

場景根據(jù)具體的數(shù)據(jù)類型，可以概括性分為以下幾種場景：

(1)圖片場景：包括普通的圖片場景、全景圖片場景。普通圖片場景類似于相冊，用戶可以對該場景中的圖片一一進行瀏覽；全景圖片場景基于“雙目”地理數(shù)據(jù)的采集，可以最大化、最全面地呈現(xiàn)真實世界的場景。此外，本系統(tǒng)還提供了多種圖片場景的形式，如歷史相冊模式，可以展示各地點不同時間點發(fā)展情況，其基于時間變化，可以讓用戶從時間尺度上更好地感受該地點的變化，尤其適用于一些具有代表性的地點。圖片場景可以通過虛擬現(xiàn)實的交互技術(shù)和地理信息的真實屬性，實現(xiàn)圖片的瀏覽和移動。

(2)視頻場景：以視頻數(shù)據(jù)為主。類似與圖片場景，不同之處在于數(shù)據(jù)從圖片數(shù)據(jù)替換為視頻數(shù)據(jù)，也可包括普通視頻數(shù)據(jù)、全景視頻數(shù)據(jù)等。在本場景中，可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的多種交互方式實現(xiàn)視頻的播放、暫停等功能。此外，借鑒當下流行的直播功能，可以結(jié)合智能虛擬現(xiàn)實硬件，在特定地點安裝全景攝像設(shè)備，完成虛擬現(xiàn)實直播，使得用戶足不出戶，即可獲取該地點的實時情況。

(3)三維場景：本系統(tǒng)利用自行建立的三維模型或已有三維模型，以三維模型為基礎(chǔ)，建成三維模型場景。在三維場景中，將會設(shè)定多條飛行路線，提供用戶在三維模型場景中多角度漫游的功能。例如：用戶可以選擇空中漫游、地面漫游、加速前進、從高空俯瞰建筑等方式。對于每一個實體建筑，可以通過交互方式，獲取其具體信息和屬性。

除了真實的場景(圖片、視頻、三維場景等)，還有第三層地理信息顯示方式，即以文本、圖片為主的屬性信息顯示。這種方法是對現(xiàn)有二維電子地圖龐大屬性的一種移植。首頁地圖上部分poi點，由于缺乏真實數(shù)據(jù)的支持，可以以文本信息的形式，如對話框等，進行地理數(shù)據(jù)的顯示和屬性的查詢。對于第二層具體地理場景中，也可以在其中添加錨點，用戶通過交互，可以觸發(fā)相應(yīng)錨點的信息，獲取多種資料。

具體實施時，地圖應(yīng)用部分可采用地圖軟件系統(tǒng)方式向用戶提供操作接口，將主頁地圖輸入系統(tǒng)并呈現(xiàn)于系統(tǒng)主頁面，在上建立poi點，將數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)入口，存儲于poi點內(nèi)并建立場景信息，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實交互。這兩種功能將最終傳達給用戶。除了基本的地圖瀏覽、漫游功能外，本方案還從地圖的實用性出發(fā)，設(shè)計了地圖的查詢功能和導(dǎo)航功能兩種基本功能。

系統(tǒng)的首頁為電子地圖底圖。底圖與目前現(xiàn)有二維電子地圖、手機導(dǎo)航地圖等底圖相類似，采取通過客戶端獲取瓦片式地圖的方式進行地圖數(shù)據(jù)的展示。在底圖之上將根據(jù)用戶所在位置、瓦片地圖的層級，顯示相應(yīng)的poi點數(shù)據(jù)，而poi點則連接于各類場景。

各場景之間根據(jù)地理位置數(shù)據(jù)相互之間聯(lián)通，所有的數(shù)據(jù)存儲在空間數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)國家基礎(chǔ)地理信息要素分類與編碼標準進行了分類信息創(chuàng)建，用戶在游覽時會記錄所在虛擬位置的地理位置。由于系統(tǒng)會記錄下物體實體與用戶的地理位置坐標，因而每一個物體實體、每一名用戶都有獨一無二的地理位置坐標，并且調(diào)用格式統(tǒng)一，因而集成后的數(shù)據(jù)保證了整個設(shè)計系統(tǒng)各模塊對各種數(shù)據(jù)準確無誤的共享、調(diào)用。

場景是本系統(tǒng)中地理信息數(shù)據(jù)的具體呈現(xiàn)形式。場景根據(jù)數(shù)據(jù)類型不同包含多種方式，包括全景圖片場景，全景視頻場景，三維模型場景，文字場景等。這些場景之間基于地理位置數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，且大多數(shù)的數(shù)據(jù)可以由原二維電子地圖下poi數(shù)據(jù)的相關(guān)屬性，或其他地理信息數(shù)據(jù)遷移而來。

虛擬現(xiàn)實控制主要是用戶與軟件進行虛擬現(xiàn)實式交互的媒介，提供多種交互方式來完成用戶與軟件之間的交互。交互包含但不限于四種方式，即按鈕、凝視、語言、動作。

按鈕是用戶點擊虛擬現(xiàn)實設(shè)備的按鈕對菜單項進行選擇與確認操作。

凝視是用戶通過用眼睛控制游標停止在某一區(qū)域，當時間滿足條件時，觸發(fā)相應(yīng)的事件，從而完成交互，在本地圖系統(tǒng)中的任意場景下，用戶都可以通過凝視來確定想要獲取詳細信息的目標物。

語言是用戶通過發(fā)出聲音來控制系統(tǒng)的運行，即使用語音完成相應(yīng)的事件。用戶發(fā)出語音指令后系統(tǒng)會自動進行識別，而后將識別出的指令發(fā)送應(yīng)用模塊，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，最終以電子地圖的顯示方式反饋給用戶，用戶確認后系統(tǒng)將運行指令。由于虛擬顯示設(shè)備缺少鍵盤等輸入方式，因此語音指令可以是最重要的多元化輸入方式，配合其他交互方式可以達到很好的效果。在本系統(tǒng)中，處于首頁地圖時，可以通過按鈕等交互方式調(diào)出搜索框，使用語音輸入所需信息，即可完成查詢poi點的功能，再通過按鈕等交互方式選擇相應(yīng)poi點，并移動至poi點位置，或直接進入對應(yīng)場景進行瀏覽。

動作是用戶通過肢體的運動，包括但不限于扭頭、手勢等來完成交互，例如，用戶可以通過晃動頭部實現(xiàn)對系統(tǒng)首頁地圖的漫游并到達地圖上的目的地。

具體實施時，可以在頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備的基礎(chǔ)上集成提供交互模塊、導(dǎo)航終端，頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備連接遠程的云端服務(wù)器，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實控制和相應(yīng)電子地圖數(shù)據(jù)顯示。

所述交互模塊，用于支持用戶指令的輸入交互，交互模塊支持的交互方式包括按鈕、凝視、動作或語音；

所述導(dǎo)航終端，用于將用戶的語音指令和實時定位所得用戶的位置信息并發(fā)送給云端服務(wù)器；所述云端服務(wù)器，用于接收并識別匹配用戶語音指令，在空間數(shù)據(jù)庫中查詢調(diào)用用戶起始和目的地的屬性信息，并將結(jié)果反饋導(dǎo)航終端；

所述頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，用于接收導(dǎo)航終端根據(jù)云端服務(wù)器反饋結(jié)果發(fā)送的導(dǎo)航信息，并基于全景地圖將導(dǎo)航信息基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)于用戶視野前方，提供對目的地的指向性導(dǎo)航。

所述云端服務(wù)器模塊包括語音識別單元和數(shù)據(jù)調(diào)用單元，語音識別單元用于將語音指令與語音庫內(nèi)數(shù)據(jù)進行匹配，將匹配結(jié)果轉(zhuǎn)換為文本關(guān)鍵字作為目的地名稱輸入數(shù)據(jù)調(diào)用單元；數(shù)據(jù)調(diào)用單元用于在空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)進行用戶所在地、目的地的查詢與與空間計算，并將用戶所在地、目的地的詳細屬性信息反饋給導(dǎo)航終端。

綜上，本方案具有以下創(chuàng)新特征：1)多種創(chuàng)新的數(shù)據(jù)采集方法，包括雙全景相機模擬“雙目”數(shù)據(jù)采集、無人機高空作業(yè)采集數(shù)據(jù)等，從而提供更為真實的地理數(shù)據(jù)，2)同時提供宏觀(首頁地圖)與微觀(地理場景)信息的瀏覽，實現(xiàn)概況與細節(jié)的“雙全”瀏覽體驗，3)使用凝視、扭頭、語音控制等虛擬現(xiàn)實式交互方式帶給用戶更強沉浸感。4)作為連接現(xiàn)實世界與電子地圖橋梁，將現(xiàn)實世界保存于系統(tǒng)中。5)基于本方案的電子地圖系統(tǒng)創(chuàng)新地將gis與vr結(jié)合，并實現(xiàn)了地圖的虛擬現(xiàn)實化，為地圖領(lǐng)域開辟了新的發(fā)展方向。用戶瀏覽此全景地圖系統(tǒng)時有多種角度可以選擇，多種功能可以體驗。全景照片、全景視頻等地理信息數(shù)據(jù)的使用也使得本系統(tǒng)比現(xiàn)有電子地圖系統(tǒng)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)更真實、富于更多細節(jié)，呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)量更大、并有動態(tài)效果。綜合來說，本設(shè)計系統(tǒng)是一種增強了用戶沉浸感、系統(tǒng)交互性、數(shù)據(jù)真實感的具有全新特色的電子地圖系統(tǒng)。

需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的。因此本發(fā)明包括并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。