增强现实技术被广泛誉为下一代人机交互通用平台技术,近年来受到了国内外学界与产业界的重点关注,迎来了爆发式增长。智能手机iOS与Android平台纷纷推出各自底层增强现实API,ARKit与ARCore,使得全球万亿智能手机都成了增强现实设备。2016年AR游戏PokemonGo刚上线就火爆全球,一个月内获得了13000万次下载,迅速得到全球70多个国家民众的热捧。增强现实技术能够呈现炫酷引人入胜的3D模型动画,但当前领域内对简单社交多媒体数据,如文字、图片、音频、视频等,的增强现实可视化体验关注不够,而社交媒体数据却是普通用户最容易生产的数字内容,必然伴随着增强现实技术应用的普及而大规模产生。因此,研究社交媒体数据在增强现实环境中可视化问题,对增强现实技术的进一步平民化普及具有重要意义。在如今的大数据时代,当社交媒体数据规模日渐庞大时,在分布式移动网络环境下,研究大规模社交媒体数据快速增强现实可视化问题有着极其重要的应用价值,可视化效率问题严重影响着增强现实前端的用户体验,而优良的数据组织机制、高性能的数据处理架构是增强现实前端快速可视化的首要问题,因此本文的研究重点在于利用大数据技术去支撑增强现实前端快速可视化。另一方面,与传统社交媒体应用不同,社交媒体数据增强现实可视化问题是在现实生活中真三维环境中呈现的,具有鲜明的地理空间属性,属于空间社交媒体数据,因此,大规模空间社交媒体数据增强现实可视化能否快速响应一个关键因素是能否有效利用地理空间信息。本文在前人的研究基础上,对大规模空间社交媒体数据快速增强现实可视化问题的研究,主要从以下几个方面展开:(1)针对大规模空间社交媒体数据的增强现实可视化数据特征,研究适合网络大规模数据传输的空间社交媒体数据规范,提出了GeoARMedia数据模型规范。GeoARMedia数据规范参考了现行glTF与GeoJSON数据标准,定义了常见空间社交媒体的数据模型规范,明确了常见多媒体数据类型(文本、图片、音频、视频等)的存储表达规范。(2)面向分布式集群环境下的大规模空间社交媒体数据存取技术需求,构建了利于数据库跨尺度平滑读写稳态Z曲线算法,研究了大规模空间社交媒体数据基于稳态Z曲线的常见空间查询算法,提出了基于稳态Z曲线的大规模空间社交媒体数据的分布式数据划分策略,优化数据分布式存储结构,提高了空间社交媒体数据的分布式存取效率。(3)研究基于智能手机设备的移动增强现实前端可视化空间的构建,定义了空间社交媒体数据在移动增强现实前端的可视域以及三层空间交互架构,提出了空间社交媒体数据增强现实可视化的球面模型,同时研发了借助地理信息能够大幅提高增强现实识别图命中效率的大规模社交图片检索的时空耦合算法,有效提升了空间社交媒体数据在移动前端增强现实可视化效率。(4)为了在分布式移动网络环境下快速响应大规模空间社交媒体数据加载请求,保障前端增强现实可视化的效率与稳定性,本文提出了空间社交媒体数据增强可视化多级缓存机制,利用空间社交媒体数据的空间邻近性,提出了增强现实可视化前端缓存预调度机制,以及基于地理位置的热点数据云端探测与分布式缓存调度机制,有效保障了增强现实快速可视化的速度与高并发响应要求。(5)大规模空间社交媒体数据增强现实可视化伴随着海量的计算任务,本文研究了大数据技术以及高性能计算技术,研发了面向大规模空间社交媒体数据的并行处理计算框架,提出了一种大规模空间社交媒体数据并行处理的代数方法,能够简洁有效的描述并行处理任务,组织调度多个并行计算算子协同工作共同完成相关任务,支撑了大规模空间社交媒体数据快速处理。(6)结合当前流行分布式数据库、大数据技术、可拓展网络服务架构、移动前端3D引擎技术,依托前文的研究成果,本文设计并开发了大规模空间社交媒体数据快速增强现实可视化原型系统——视网么,详细讨论了常见空间社交媒体数据的增强现实交互与视觉设计,实现了前后端增强现实服务,同时研发了移动端社交媒体数据增强现实编辑器,大范围降低了社交媒体数据增强现实内容生产门槛,最后本文以南京大学仙林校区周边为例展开应用实验,测试表明视网么在应对TB级数据规模千万级并发访问的空间社交媒体数据前端增强现实可视化任务可以在1秒内完成前端响应,达到了理想的研究实验效果。