Implementation of a 3D WebGIS for Dynamic Geo-Referencing of 3D Tiles on the Virtual Globe

Needs for real-time interactive visualization of 3D Tiles for massive 3D content on the web-based virtual globe is rapidly increasing, and to achieve this goal, 3D Tiles needs to be correctly geo-referenced to other geospatial data on a web-based virtual globe. It is possible to generate 3D Tiles from different kinds of spatial data through various software tools. However, due to various factors the 3D Tile datasets are often poorly or not at all geo-referenced. To tackle this issue, we propose a new 3D WebGIS framework that facilitates dynamic geo-referencing 3D Tiles on the CesiumJS virtual globe.

超级地幔树对全球构造的控制作用

全球横波低速异常体成像发现:Jason超级地幔柱与Tuzo超级地幔柱彷佛植根于地球外核顶部、生长在核幔边界(core-mantle boundary,CMB)上的两株榕树,我们将其命名为超级地幔树(super mantle tree),以突出Jason超级地幔柱与Tuzo超级地幔柱连接地核与地壳的纽带特征,强调它们在地球演化过程中对全球构造的作用。地幔柱仅是超级地幔树的局部分支。我们定义超级地幔树为4层结构:(1)植根于地球外核顶部;(2)1600~2890 km为“树干”;(3)110~1600 km为“树冠”;(4)110 km以上为“树枝”。“树枝”平面分布形态与全球板块轮廓大致相似,意味着板块构造可能起始于地球110 km处。推测地球深度1550~1600 km之间可能存在一个地球化学过渡层;Jason超级地幔树与Tuzo超级地幔树之间可能存在地球化学分隔面(简称地幔分隔面),地幔分隔面将地球划分为太平洋半球与大西洋半球;它的地面投影北端大致指向地磁北极,南端基本指向地磁南极。外核顶部脉动作用可能是地幔运动的动因,地核运动控制地幔运动。Tuzo超级地幔树逆时针旋转控制大西洋半球旋转形态,Tuzo超级地幔树的“细树干”伸向南大西洋,Tuzo超级地幔树“粗树干”伸向北大西洋,使得中大西洋脊减薄。Jason超级地幔树顺时针旋转控制太平洋半球旋转形态以及环太平洋地区地貌构造形态。青藏高原及邻区地质地球物理三维构造模型说明:向北运动的Tuzo超级地幔树“树枝”与向西运动的Jason超级地幔树“树枝”共同作用,形成青藏高原东构造结。

基于EV-Globe的飞行器试验三维动态显示系统的设计与实现

在对飞行器飞行试验实时飞行数据解析传输的基础上,将EV-Globe平台的地理信息技术和三维可视化技术与飞行器试验的各种关键要素进行紧密结合,在动态重构的三维空间场景中,实现飞行器试验过程的三维态势显示。系统的设计与实现改变了以往试验任务过程的二维显示方式,在显示效果、直观性和逼真性方面有很大的提升,可以帮助指挥员快速掌握和理解试验信息并进行决策。

基于EV-Globe的单兵防空作战三维可视化仿真系统设计

传统的二维态势可视化在对战场军事情况表达过程中存在着更新周期长,作战区域细节性表达能力差等缺陷。针对这一缺陷,在以计算机图形学为基础的三维可视化基础上,设计了基于EV-Globe的单兵防空作战可视化仿真系统,将三维空间理念引入到单兵终端防空作战的空域战场可视化显示中,具体阐述了军事标号的三维模型构建和战场环境的三维渲染,直观具体的表达了防空作战中的空域态势,通过实例证明了该系统良好的可视化效果,有效地提高了单兵防空作战的信息感知能力。

基于砂型(芯)3D打印的阀门生产工艺实践

以阀门整体砂型(芯)为例,分别从打印设备、工艺制定、质量评定等环节阐述了3D打印在企业生产应用现状,介绍了砂型3D打印在阀门砂型铸造中的应用。结果表明,3D砂型(芯)表面光洁,模型存在阶梯效应,砂型强度满足生产需求。运用3DP技术结合铸造工艺,生产了材质为Z3CN20-09M,6J300核级截止阀,铸件尺寸精度和表面质量良好,经RT、PT检测均合格,验证了工艺的可行性。

基于KML和虚拟地球的三维数字校园研究——以兰州大学为例

提出了一种新的三维数字校园建设的技术路线.在介绍相关技术背景的基础上,详细阐述此技术路线包含的两个关键部分,即基于KML的三维模型优化策略和基于虚拟地球应用程序接口的三维数字校园系统架构.最后将兰州大学三维数字校园系统作为实验案例,实现了在线访问、三维浏览,查询定位等功能,并且具有三维环境漫游流畅和系统开发便捷的特点.通过本系统取得的良好效果,证明了本文提出的基于KML和虚拟地球的三维数字校园建设技术路线切实可行,并在三维建筑物模型优化和轻量级的系统架构方面有很大优势.

基于WebGL的三维虚拟地球系统设计与实现

传统的三维虚拟地球基于插件实现Web客户端,难以进行跨平台的应用。对此,本文基于Web GL这一跨平台的Web三维图形开发环境,首先构建了Browse/Server模式下的多层体系结构,探讨了基于Web GL的三维虚拟地球绘制关键技术,主要包括Java Script的内存管理和Web端瓦片四叉树调用过程中的缓存管理。最后开发了实验系统,验证了该方法的可行性和有效性。

基于CAXA三维设计的镗床夹具实体造型

介绍了用CAXA实体设计软件设计具有较复杂结构的镗床夹具和较复杂形状的镗床夹具零件的过程,提出了设计具有较复杂结构的夹具及其零件的设计思路,探索了利用“三维球”在装配时对零件进行定向和定位装配的方法,以及借助“投影3D边”等功能在另一零件上设计具有相同形状或相关位置的安装孔的方法,得到了一些有效而准确的夹具实体造型的设计和装配体会。

飞行器三维轨迹动态显示系统的设计

利用地理信息技术和三维可视化技术,结合分布式的卫星影像地图、数字高程数据和矢量地理信息等海量数据提取管理手段,在动态重构的三维空间场景中,实现对飞行器轨迹的三维动态显示。系统具备支持陆、海、空多维度下,伴随时间空间场景变化,各型设备、设施等实体运动、数据交联等态势信息的一体化综合表现能力,给指挥人员的决策带来极大方便。

基于用户需求的地球仪制作最佳方案选取技术研究

用户对地球仪方面的需求呈现多元化、精准、美观,且日益纷繁复杂。鉴于此情况,文中在分析地球仪制作的两个关键因素和目前地球仪制作方法优缺点的基础上,提出基于用户需求的地球仪制作最佳方案选取技术,对此技术的本质和优点进行详细表述,阐述其应用流程,并通过相关实验证明此技术能够得出满足用户功能需求的最佳制作方案,即此方案具有最贴合用户功能需求、制作速度快、成本低、用户满意度高、具有一定辅助决策能力等优点。

三维虚拟地球的海洋信息适用性分析及原型研究

分析了三维虚拟地球在海洋应用上具有的优势及可能面临的挑战的基础上,首次提出了一种结合网格、语义网等前沿技术和理念,利用三维虚拟地球实现三维虚拟海洋的技术方案;并按照SOA的多层次架构,采用XML的多源异构海洋环境数据快速交换、海洋环境信息服务快速封装与发布、海洋环境信息服务虚拟组织、远程可视化等关键技术,实现了海洋环境信息网格平台及网格前端门户系统——三维虚拟海样(VRMarine)。VRMarine不仅能够集成网格环境下多源海洋环境信息服务,再现逼真的三维海洋环境场景,同时,还支持对功能服务的动态集成,实现多维时空特征分析。研究表明,该方案是切实可行和有效的,对三维虚拟海洋具有一定的现实及指导意义。

面向虚拟地球的三维气象场可视化方法

三维气象场是一个多维变化的环境,可视化是研究其内在规律的重要方法。针对三维气象场的全球范围、多维多尺度、海量数据等特征,提出了基于体元对象的数据模型和多级体元索引机制,并在此基础上设计了面向三维气象场的可视化方法,包括基于箭头模型的矢量场可视化方法和改进后的基于三维纹理映射体绘制的标量场可视化方法。最后基于虚拟地球平台进行了可视化和时空检索分析实验。实验验证了该方法的可行性和有效性。

面向GPU绘制的复杂三维模型可视化方法

针对网络三维虚拟地球中对大范围、高密度复杂三维模型高效绘制的要求,设计了面向GPU绘制的三维模型数据组织结构。在此基础上,提出了面向GPU绘制的三维模型纹理烘焙和多尺度可视化方法。基于开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe进行了实验,比较了传统绘制方式和基于GPU的绘制方法在可视化效果和效率上的区别。实验表明,本文提出的方法在保持三维模型特征条件下能有效提高其绘制效率。

三维虚拟地球中有源洪水淹没分析算法

首先分析了大范围有源洪水淹没分析方法的研究现状。然后面向三维虚拟地球应用,基于全球地形数据组织方法,提出了一种以地形瓦片为单元的有源洪水淹没分析算法,实现了三维虚拟地球中的大范围有源洪水淹没分析。最后基于开放式三维虚拟地球集成共享平台软件GeoGlobe进行了实验,验证了该方法的有效性。

面向虚拟地球的海陆地形多尺度TIN建模及可视化方法

提出了一种面向虚拟地球的海陆地形多尺度不规则三角网(triangulated irregular network,TIN)建模及球面快速可视化方法。利用贪心插入TIN表面简化算法构建海陆地形的离线TIN金字塔,并设计了一种高效的虚拟节点结构,对各级TIN构网实施无缝分割和分层分块存储。在利用离线TIN地形金字塔实现多尺度海陆TIN地形的快速检索和三维场景生成的基础上,通过一种接边关系编解码方案实时消除TIN地形渲染时的裂缝,最终实现多尺度海陆TIN地形场景的高效可视化。实验结果表明,该方法能显著减少海面渲染所需的面片数,并实现岛礁、海岸等破碎地形的高保真度表达,有效改善了传统虚拟地球系统采用规则格网(Gird)模式绘制海陆地形导致大量几何冗余和表达失真等缺陷。