一种基于三维全景沉浸式的历史地理信息系统的制作方法

本发明涉及历史地理信息查询的技术领域，尤其是涉及一种基于三维全景沉浸式的历史地理信息系统。

背景技术：

目前地理信息系统有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。历史地理信息系统是将地理信息系统加上时间维度，让用户可以非常方便地开发出文学、考古、经济、军事等学科的各种专题历史地图和专题历史地理信息系统。“中国历史地理信息系统chgis”内存有大量历史地理信息，但是查询不是很方便。

现有技术可参考授权公告号为cn206115439u的中国实用新型专利，其公开了一种基于历史地理信息系统的地理信息查询及展示平台，包括由前至后存储有待查询区域多个不同历史时间的gis地图的数据库服务器、gis服务器、上位监控机和多个分别与上位监控机进行双向通信的地理信息查询及展示装置，数据库服务器和上位监控机均与gis服务器连接；每个地理信息查询及展示装置均包括控制终端、gps定位单元和显示屏；控制终端包括电子线路板、参数输入单元和下一幅gis地图展示按键，电子线路板上设置有与显示屏连接的主控器。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的历史地理信息平台中的地图数据库是二维的，可以用于简单的平面展示，不能够360度全方位的进行地图展示，不利于用户全面的了解历史演变过程，在观察过程中代入感较差，用户接受程度较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于三维全景沉浸式的历史地理信息系统，能够向用户展示不同历史时期的三维的历史地理信息，有助于用户了解历史演变过程。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于三维全景沉浸式的历史地理信息系统，包括存储数据信息的数据库、与数据库连接并且用于调用和处理信息的服务器、连接服务器并且用于建立三维模型的三维信息建立设备、连接服务器用于传递数据的通讯基站、连接通讯基站并且用于接收和上传信息的信息交互终端、连接信息交互终端并且用于用户与信息交互终端进行信息交互的信息输入设备、连接信息交互终端并且用于接收并显示三维动画的vr展示端以及连接信息交互终端并且用于接收并显示三维动画的ar展示端。

通过采用上述方案，工作人员通过三维信息建立设备建立三维模型，用户通过显示端、vr展示端和ar展示端观看三维的历史地理信息，有助于用户了解历史演变过程，用户代入感强,使用户“沉浸式”的感受到历史演变过程。

本发明进一步设置为：所述三维信息建立设备内设置有地理三维图建立模块、历史文化信息录入模块、人文信息录入模块、历史事件录入模块和多媒体数据库建立模块；

工作人员向地理三维图建立模块输入不同历史时期的地形地貌数据、三维实景建筑模型，地理三维图建立模块根据输入的信息建立不同历史时期的基础地理底图；

工作人员向所述历史文化信息录入模块输入历史文化信息，历史文化信息录入模块根据输入的信息建立历史文化专题数据库；

工作人员向所述人文信息录入模块输入历史名人信息，人文信息录入模块根据输入的信息建立人文信息专题数据库；

工作人员向所述历史事件录入模块输入历史重大事件相关信息，历史事件录入模块根据输入的信息建立历史事件专题数据库；

所述多媒体数据库建立模块接收地理三维图建立模块输出的基础地理底图、历史文化信息录入模块输出的历史文化专题数据库、人文信息录入模块输出的人文信息专题数据库以及历史事件录入模块输出的历史事件专题数据库并生成三维场景模型，多媒体数据库建立模块根据三维场景模型、ar技术和vr技术生成ar三维全景图片和vr三维全景视频。

通过采用上述方案，工作人员能够建立ar三维全景图片、vr三维全景视频和三维场景模型，供用户观看，方便工作人员更新或建立三维图像。

本发明进一步设置为：所述服务器设置有用户上传模块、检索调用模块和用户下载模块；

用户通过信息输入设备向信息交互终端输入关键词信息，信息交互终端通过通讯基站向所述用户上传模块发送关键词信息，用户上传模块将关键词信息传输给检索调用模块；

所述检索调用模块连接数据库，检索调用模块根据关键词调用数据库中的信息并将信息传输给用户下载模块；

所述用户下载模块将接收到的信息通过通讯基站发送回信息交互终端。

通过采用上述方案，用户通过上传关键词即可调用数据库内的相关信息，方便用户查找需要的资料。

本发明进一步设置为：所述数据库包括个人专题存储模块、总存储模块和权限验证模块；

所述总存储模块用于存储所有的资料信息；

所述个人专题存储模块供单独用户使用，工作人员可以为部分用户建立个人专题存储模块，根据用户之前查询的资料，将同类的资料信息从总存储模块调用至个人专题存储模块；

所述权限验证模块连接总存储模块、个人专题存储模块和检索调用模块，检索调用模块接收到关键词信息后将关键词信息发送给权限验证模块，权限验证模块验证用户身份，若用户有个人专题存储模块，则将带有关键词的信息发送给个人专题存储模块进行数据调用，若用户没有个人专题存储模块或用户查询的关键词不属于个人专题存储模块，则权限验证模块将带有关键词的信息发送给总存储模块，总存储模块根据接收到的信息进行数据调用。

通过采用上述方案，用户拥有自己的个人专题存储模块，即个人专题数据库，用户可以从自己的习惯生成用户所需要的各种专题历史三维地图及动态显示图。

本发明进一步设置为：所述服务器还设置有分析查重模块，所述分析查重模块接收多媒体数据库建立模块输出的信息并根据接收到的信息从数据库内调用相同的信息进行查重，分析查重模块将查重通过的数据发送给数据库进行存储。

通过采用上述方案，在工作人员编辑或更改数据库内的内容的时候，分析查重模块能够自动对工作人员上传的资料进行查重，避免出现重复性的内容，影响用户使用。

本发明进一步设置为：用户通过信息输入设备向信息交互终端输入需要补充或修改的资料，信息交互终端将资料信息通过通讯基站发送给用户上传模块，用户上传模块将资料信息传输给分析查重模块，分析查重模块接收到资料信息后先将资料信息发送给权限验证模块验证用户身份，根据用户身份锁定对应的个人专题存储模块，根据资料信息提取个人专题存储模块内相同或相似的信息进行查重，将不重复的资料信息添加或覆盖到个人专题存储模块内。

通过采用上述方案，用户可以自行上传数据来编辑或更改自己的个人专题存储模块的内容，为高级用户提供更多的操作空间，能够吸引高级用户使用。

本发明进一步设置为：所述信息交互终端包括无线通讯模块和中央处理模块；

所述无线通讯模块连接通讯基站和中央处理模块，无线通讯模块用于远程无线收发信息；

所述中央处理模块用于用户进行数据的接收、处理和发送；

所述显示端连接中央处理模块，显示端接收中央处理模块输出的数据并进行显示。

通过采用上述方案，无线通讯模块能够使用户使用中央处理模块与服务器进行准确的数据交互，显示端将中央处理模块输出的三维场景进行显示。

本发明进一步设置为：所述信息输入设备包括文字输入模块、图像扫描模块和语音识别模块；

用户通过所述文字输入模块输入文字信息，文字输入模块将文字信息传输给中央处理模块；

用户通过所述图像扫描模块扫描出待查看的扫描信号，图像扫描模块将扫描信号发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的扫描信号确定用户需要搜索的信息；

用户通过所述语音识别模块输入语音信号，语音识别模块将语音信号转化为文字信息，然后将文字信息传输给中央处理模块。

通过采用上述方案，用户能够按照习惯选择输入文字、通过扫描显示模块显示的三维图像输入扫描信号以及输入语音的形式向中央处理模块输入关键词信息，方便不同的用户查询资料。

本发明进一步设置为：信息交互终端设置为主机，显示端设置为显示屏；信息输入设备设置为连接主机的键盘、鼠标、麦克风或图像扫描仪；vr展示端设置为与主机连接的vr头盔，ar展示端设置为与主机连接的ar眼镜。

通过采用上述方案，用户通过键盘和鼠标操作主机与服务器进行交互，用户通过键盘输入文字信息，用户通过麦克风输入语音信号，然后由主机转化为文字信息，用户通过图像扫描仪输入扫描信号，主机根据扫描信号确定用户需要搜索的信息，用户在戴上ar眼镜后用ar眼镜观看ar三维全景图片，用户在戴上vr头盔后用vr头盔观看vr三维全景视频。

本发明进一步设置为：在vr头盔和ar眼镜两侧均固定连接有固定块，在一侧固定块内开设有容腔，在容腔内转动连接有转动杆，在转动杆上固定连接有具有弹性的弹性带，弹性带另一端固定连接于另一个固定块上；在容腔内固定连接有扭簧，扭簧另一端固定连接于转动杆上，当扭簧处于自然状态下时，弹性带部分收卷于容腔内。

通过采用上述方案，当用户穿戴vr头盔和ar眼镜时，可以将弹性带放置于下巴处，便于固定ar眼镜和vr头盔；弹性带可以根据用户头部形状来调节长度，扭簧能够在用户使用完毕ar眼镜或vr头盔后将弹性带收卷，方便收纳。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.工作人员通过三维信息建立设备建立三维模型，用户通过vr展示端和ar展示端观看三维的历史地理信息，有助于用户了解历史演变过程，用户代入感强；

2.用户通过键盘和鼠标操作主机与服务器进行交互，用户通过键盘输入文字信息，用户通过麦克风输入语音信号，然后由主机转化为文字信息，用户通过图像扫描仪输入扫描信号，主机根据扫描信号确定用户需要搜索的信息；

3.当用户穿戴vr头盔和ar眼镜时，可以将弹性带放置于下巴处，便于固定ar眼镜和vr头盔；弹性带可以根据用户头部形状来调节长度，扭簧能够在用户使用完毕ar眼镜或vr头盔后将弹性带收卷，方便收纳。

附图说明

图1是实施例的整体系统框图；

图2是实施例中突出信息交互终端、信息输入设备、vr展示端和ar展示端的示意图；

图3是实施例中突出vr头盔、ar眼睛和控制手柄的爆炸图；

图4是实施例中突出固定块和弹性带的剖视图；

图5是图4中a部分的爆炸图；

图6是实施例中突出服务器和三维信息建立设备的模块框图；

图7是实施例中突出数据库的模块框图；

图8是实施例中突出信息交互终端和信息输入设备的模块框图。

图中，1、数据库；11、个人专题存储模块；12、总存储模块；13、权限验证模块；2、服务器；21、分析查重模块；22、检索调用模块；23、用户上传模块；24、用户下载模块；3、三维信息建立设备；31、地理三维图建立模块；32、历史文化信息录入模块；33、人文信息录入模块；34、历史事件录入模块；35、多媒体数据库建立模块；4、通讯基站；5、信息交互终端；51、中央处理模块；511、主机；52、显示模块；521、显示屏；53、无线通讯模块；6、信息输入设备；61、文字输入模块；611、键盘；612、鼠标；62、图像扫描模块；621、图像扫描仪；63、语音识别模块；631、麦克风；7、vr展示端；71、vr头盔；72、控制手柄；8、ar展示端；81、ar眼镜；811、弹性带；812、固定块；8121、容腔；813、转动杆；814、扭簧；82、收纳盒；821、第一容纳槽；822、第二容纳槽；823、第三容纳槽。

具体实施方式

实施例：一种基于三维全景沉浸式的历史地理信息系统，如图1所示，包括数据库1、服务器2、三维信息建立设备3、通讯基站4、信息交互终端5、信息输入设备6、显示端52、vr展示端7以及ar展示端8。数据库1存有基于“中国历史地理信息系统chgis”存储的数据信息。通讯基站4连接服务器2和信息交互终端5，通讯基站4用于服务器2和信息交互终端5之间数据的远程无线传输。

如图1和图2所示，信息交互终端5设置为主机511(信息交互终端5还可以设置为笔记本、手机或平板电脑等智能设备)，显示端52设置为显示屏521，显示屏521连接主机511。信息输入设备6设置为连接主机511的键盘611、鼠标612、麦克风631和图像扫描仪621。用户可以通过键盘611和鼠标612操作主机511与服务器2进行交互。vr展示端7设置为vr头盔71，用户通过穿戴vr头盔71来观看三维全景视频。ar展示端8设置为ar眼镜81，用户通过穿戴ar眼镜81来观看三维全景图片。

如图2和图3所示，vr头盔71连接有控制手柄72，当用户穿戴vr头盔71时可以用控制手柄72来控制主机511与服务器2进行交互。还设置有收纳盒82，收纳盒82内开设有容纳vr头盔71的第一容纳槽821、容纳ar眼镜81的第二容纳槽822和容纳控制手柄72的第三容纳槽823。

如图4和图5所示，在vr头盔71和ar眼镜81两侧均固定连接有固定块812，在一侧固定块812内开设有容腔8121，在容腔8121内转动连接有转动杆813，在转动杆813上固定连接有弹性带811，弹性带811由橡胶等具有弹性的材料制成。弹性带811另一端固定连接于另一个固定块812上。在容腔8121内固定连接有扭簧814，扭簧814另一端固定连接于转动杆813上。当用户穿戴vr头盔71和ar眼镜81时，可以将弹性带811放置于下巴处，便于固定ar眼镜81和vr头盔71。弹性带811可以根据用户头部形状来调节长度，扭簧814能够在用户使用完毕ar眼镜81或vr头盔71后将弹性带811收卷，方便收纳。

如图6所示，三维信息建立设备3内设置有地理三维图建立模块31、历史文化信息录入模块32、人文信息录入模块33、历史事件录入模块34和多媒体数据库建立模块35，工作人员向地理三维图建立模块31输入不同历史时期的地形地貌数据、三维实景建筑模型，地理三维图建立模块31根据输入的信息建立不同历史时期的基础地理底图。工作人员向历史文化信息录入模块32输入历史文化信息，历史文化信息录入模块32根据输入的信息建立历史文化专题数据库。工作人员向人文信息录入模块33输入历史名人信息，人文信息录入模块33根据输入的信息建立人文信息专题数据库。工作人员向历史事件录入模块34输入历史重大事件相关信息，历史事件录入模块34根据输入的信息建立历史事件专题数据库。

如图6所示，多媒体数据库建立模块35连接地理三维图建立模块31、历史文化信息录入模块32、人文信息录入模块33和历史事件录入模块34，多媒体数据库建立模块35接收地理三维图建立模块31输出的基础地理底图、历史文化信息录入模块32输出的历史文化专题数据库、人文信息录入模块33输出的人文信息专题数据库以及历史事件录入模块34输出的历史事件专题数据库。多媒体数据库建立模块35将接收到的所有信息进行整合，将历史文化专题数据库、人文信息专题数据库和历史事件专题数据库中的信息提取并添加到对应时期的基础地理底图内，并根据“中国历史地理信息系统chgis”以及工作人员输入的信息在基础地理底图内添加动态标注，生成三维场景模型，并根据三维场景模型、ar技术和vr技术生成ar三维全景图片和vr三维全景视频。

如图6所示，服务器2设置有分析查重模块21、用户上传模块23、检索调用模块22和用户下载模块24。分析查重模块21连接多媒体数据库建立模块35和数据库1，分析查重模块21接收多媒体数据库建立模块35输出的三维场景模型、ar三维全景图片和vr三维全景视频并根据接收到的信息从数据库1内调用相同的信息进行查重，分析查重模块21将查重通过的数据发送给数据库1进行存储。

如图6所示，用户上传模块23连接分析查重模块21、检索调用模块22和通讯基站4，用户上传模块23通过通讯基站4接收由信息交互终端5发送的信息。用户向信息输入设备6输入需要查询的关键词，信息输入设备6将信息发送给信息交互终端5，信息交互终端5将带有关键词的信息发送给通讯基站4，由通讯基站4转发给服务器2里的用户上传模块23。用户上传模块23将带有关键词的信息传输给检索调用模块22，检索调用模块22根据关键词调用数据库1中的信息并将信息传输给用户下载模块24，用户下载模块24将接收到的信息通过通讯基站4发送回信息交互终端5。用户可以通过输入关键词来查询需要的历史地理信息。

如图6和图7所示，数据库1包括个人专题存储模块11、总存储模块12和权限验证模块13，总存储模块12用于存储所有的资料信息。工作人员可以为部分用户建立个人专题存储模块11，根据用户之前查询的资料，将同类的资料信息从总存储模块12调用至个人专题存储模块11。用户在通过通讯基站4向服务器2发送带有关键词的信息时，服务器2将接收到的信息发送给权限验证模块13，权限验证模块13根据用户上传的ip地址、编码等方式来验证用户身份。若用户有个人专题存储模块11，则将带有关键词的信息发送给个人专题存储模块11进行数据调用，个人专题存储模块11将调用的数据发送给服务器2。若用户没有个人专题存储模块11或用户查询的关键词不属于个人专题存储模块11，则权限验证模块13将带有关键词的信息发送给总存储模块12，总存储模块12根据接收到的信息进行数据调用，总存储模块12将调用的信息发送给服务器2。

如图6和图7所示，用户通过信息输入设备6向信息交互终端5输入需要补充或修改的资料，信息交互终端5将资料信息通过通讯基站4发送给用户上传模块23，用户上传模块23将资料信息传输给分析查重模块21，分析查重模块21接收到资料信息后先将资料信息发送给权限验证模块13验证用户身份，根据用户身份锁定对应的个人专题存储模块11，根据资料信息提取个人专题存储模块11内相同或相似的信息进行查重，将不重复的资料信息添加或覆盖到个人专题存储模块11内。个人专题存储模块11留下历史修改记录，方便工作人员后期进行修改或恢复。使用户能够根据自己的兴趣和用途等建立自己的个人专题存储模块11，利于吸引高级用户。

如图6和图8所示，信息交互终端5包括无线通讯模块53和中央处理模块51，无线通讯模块53连接通讯基站4和中央处理模块51，无线通讯模块53用于远程无线收发信息，可采用移动网络、宽带等技术，实现中央处理模块51和通讯基站4之间的无线数据交互。中央处理模块51连接显示端52，显示端52设置于显示屏521内，显示端52用于显示三维场景模型和用户操作界面。

回看图1，vr展示端7和ar展示端8均连接信息交互终端5，信息交互终端5将ar三维全景图片传输给ar展示端8，用户在戴上ar眼镜81后通过ar展示端8观看ar三维全景图片。信息交互终端5将vr三维全景视频传输给vr展示端7，用户在戴上vr头盔71后通过vr展示端7观看vr三维全景视频。使用户能够通过多种方式体验历史地理文化变迁过程，给用户以身临其境的感觉，提高用户的代入感。

如图6和图8所示，信息输入设备6包括文字输入模块61、图像扫描模块62和语音识别模块63，用户通过键盘611向文字输入模块61输入文字信息，用于用户输入关键词和文字资料等，文字输入模块61将文字信息传输给中央处理模块51，中央处理模块51将文字信息通过无线通讯模块53发送给通讯基站4，通讯基站4将文字信息发送给服务器2，来请求调用相关资料。用户通过图像扫描仪621或手机扫描系统地图向图像扫描模块62输入扫描信号，图像扫描模块62将扫描信号发送给中央处理模块51，中央处理模块51根据接收到的扫描信号确定用户需要搜索的信息，并将信息通过通讯基站4发送给服务器2，来请求调用相关资料。用户通过麦克风631向语音识别模块63输入语音信号，语音识别模块63通过dailypartner等语音识别软件将语音信号转化为文字信息，然后将文字信息传输给中央处理模块51。

使用方式：用户在注册自己的身份信息后通过信息交互终端5登陆自己的账号，通过文字输入模块61、图像扫描模块62或语音识别模块63输入需要查询的历史地理信息的关键词，用户根据自身喜好，选择采用显示屏521观看三维场景模型、采用ar眼镜81观看ar三维全景图片或采用vr头盔71观看vr三维全景视频。用户在穿戴vr头盔71时可以使用控制手柄72对操作界面进行操作，方便用户改变vr头盔71显示的信息。用户输入的关键词由信息输入设备6传输至中央处理模块51，中央处理模块51将关键词信息通过无线通讯模块53发送至通讯基站4，通讯基站4将接收到的关键词信息转发给服务器2，服务器2首先确认用户身份，然后根据用户身份选择个人专题存储模块11或总存储模块12，服务器2根据接收到的关键词信息调用个人专题存储模块11或总存储模块12内的相关多媒体信息。服务器2将相关多媒体信息通过通讯基站4发送回信息交互终端5的中央处理模块51，中央处理模块51将多媒体信息发送给显示端52、ar展示端8和vr展示端7，用户即可观看三维立体的历史地理信息资料。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。