论文发表:数字化动物园的探索与研究__墨水学术,论文发表,发表论(2)
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型是应用三维数字化方法等测定动物的形态结构数据后,直接应用这些数据建立虚拟动物模型。动态模型是基于对动物生长过程中拓扑结构演变和几何形态变化规律的研究,提取动物的生长规则而建立的模型。
虚拟动物的研究方法包括:对不同生长条件、不同发育阶段的动物进行定性观察,判别其生长模式,确定描述其形态结构的总体框架;定量化测定动物的拓扑结构、几何特性和机械性质等,通过数理统计和模式识别等方法,由测定数据提取动物身理生化规律;模型依据生长规律模拟植物生长,应用可视化技术在计算机上实现虚拟动物。
3.4 数字化动物园的重要内容——虚拟动物园
虚拟现实技术是用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界,让用户可以从自己的视点出发,利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察。目前主要用分布式虚拟环境建立虚拟动物园,即基于因特网和万维网的计算机软硬件环境,形成具有三维图形空间,让参与者从世界各地上网连接到该三维空间,并以化身表示各自在该共享环境中的身份,进行相互交流。虚拟动物园目前主要用于网上发布信息、动物园管理和规划、公众参与和决策、生态保育和旅游发展等,是作为一个分布式虚拟环境存在的。
虚拟动物园拟采用均衡客户机/服务器结构,综合应用Arc/Info、Arc/View、AutoCAD、Java和VRML97等开发工具,设计基于因特网的三维数据模型,及支持二维图形图像的系统用户交互界面。用户基于该界面可进行三维漫游探索、数据查询分析及与其他用户通讯合作操作等。。
4数字化动物园—以北京动物园为例
北京动物园是以热带亚热带植物为对象,集动物科学研究、引种保育、科普教育和资源利用为一体的综合性动物园。自建园以来,已在动物种群谱系系统建设与演化、引种与驯化和迁地保护等方面取得了重要的研究成果,为国民经济的发展和基础科学研究做出了重要贡献。先后引种植物1万多种,现收集保存植物约9000种,积累了大量基础数据,初步编制了植物定植图,建立了重要专类园和引种繁育的数据库,完成了“北京动物园标本馆模式标本数据库、北京动物园标本数据库、科普旅游信息系统与空间数据库的建设”,为数字化动物园奠定了深厚的基础。近期北京动物园又启动了数字化动物园建设工作,该工作将在如下方面开展研究与技术集成:
(1)数字动物园技术与集成:在数字动物信息获取及计算机技术集成的基础上拓展数字动物园,探讨数字信息技术在动物园建设中的理论应用和实践。建立基于数字化技术的动物园研究、开发和产出一体化基地。最终实现新优动物资源、优良生态模式和现代科普教育的产业化。
(2)数字化动物标本馆:通过高分辨扫描和摄影系统建立动物活体和标本三维图像档案数据库,开发动物图像和文字识别系统,重塑现代标本馆。
(3)动物资源保护、种质创新与利用:在动物资源研究的基础上,建立动物资源数据库、动物化学成分数据库、新种群创新相关的优良性状和基因(重点是与发育、生长和抗逆等有关的基因)数据库、相关的性状和基因的标记(包括形态标记和分子标记)数据库等。
(4)生态环境资源监测与规划:通过3S技术动态跟踪调查各类生态环境资源(水分、土壤和气象等),构建实时环境生态环境数据库。
5结语
在一个日益城市化的社会,许多市民已经失去了与自然界和野生动植物的简单接触。人们从来没有与我们手里管理的、赖以为生自然资源这样遥远。虚拟动物园是以互联网为基础,空间数据为依托,虚拟现实技术为特征的,具有三维界面和多分辨率浏览器的面向公众的开放系统,使现代动物园的信息实现数字化管理,并为公众提供身临其境的交互或访问平台。通过建设数字化动物园,我们正努力以鼓励从事支持我们行星——地球上所有