基于DEM和3D重构技术的超薄抗滑封层混凝土细观压实仿真

为了研究超薄抗滑封层混凝土的压实机理与碎石分布,通过CT扫描和3D重构技术对真实的碎石颗粒进行轮廓扫描和三维重建。在此基础上利用EDEM离散元软件建立凸多面体颗粒和压实模型,从颗粒接触动力学角度分析压实过程中颗粒排布、接触力以及配位数的变化。结果表明:由三维重构模型得到的碎石洒布空隙率与实际一致。压实前、后颗粒接触拓扑图的颜色、粗细程度的演化反映出颗粒碰撞的程度。同时在压实荷载作用下,颗粒的平均接触力和配位数逐渐增加并趋于稳定。因此碎石颗粒能够形成稳固的嵌挤结构,从而保障路面的抗滑性能和抗剥落性能。

一种基于多源数据的建筑物LoD1.3级三维模型快速构建方法

近年来,三维数字底座在城市空间监测和城市规划中的应用越来越广泛,如何快速构建大场景三维底座成为研究重点。本文研究了一种基于多源数据的建筑物LoD1.3级模型快速构建方法,通过建筑物DLG数据约束提取建筑物点云数据,计算顶部高程,基于DEM数据提取建筑物底部高程,基于DLG、底部高程、顶部高程进行三维拉伸建模,实现了城市大场景建筑物LoD1.3级模型快速构建。实验表明:本文构建0.8 km 2建筑物密集区LoD1.3级三维模型耗时56.11 s,三维模型高程中误差为2.19 m,且具备属性信息。本文提出的基于多源数据的建筑物LoD1.3级模型快速构建方法已在实景三维常州建设中得到应用,有效提升了全域建筑三维模型建设效率。

基于倾斜三维模型与机载LiDAR点云的DEM快速更新

随着倾斜摄影技术的发展和实景三维建设的不断推进,地形级实景三维地理场景对DEM现势性要求日益提高。为了解决传统方法更新DEM成本高、工作量大的问题,本文提出了利用倾斜三维模型成果转换点云,融合两期DSM和DOM进行变化检测,替换已有机载LiDAR点云,快速更新DEM的方法,并通过项目验证了该方法的可行性,极大地节约了生产成本,为DEM更新提供了思路。

一种基于3D GIS的计算水库淹没区范围的算法研究

介绍了水库淹没区的基本概念,分析了传统基于二维的水库淹没区范围和基于DEM模型的水库淹没区范围2种计算方法的不足,及它们计算水库淹没区范围存在误差的原因。提出了一种基于3D GIS的计算水库淹没区范围的算法,并列举了所提算法用来计算水库淹没区范围的基本流程,论证了该算法在理论上的可行性和在实践中的有效性。

机载SAR影像时空模型重构因子及3D特征提取

时空模型有助于人们获取类似于真实世界的时间及空间信息 ,对于城市工程设计、灾害预防决策及军事应用具有重要意义。本文探讨了机载SAR影像重构时空模型的潜力及方法 ,研究了时空模型重构因子、基于机载SAR影像的建筑物、植被的三维提取 。

基于等高线图与小波变换的3D地形匹配算法研究

提出一种新的基于边缘的3D地形匹配算法。在算法中,一种结构紧凑的特征"等高线图",用于表示参考高程图(DEM)及从实时数据恢复的高程图,这样3D地形匹配转化为基于等高线的匹配,即边缘(平面曲线)匹配问题。在边缘匹配过程中,首先用一种具有平移,旋转,尺度不变性的规范化小波描述子描述边缘。其次提出了一种基于小波系数域的快速边缘匹配算法,并分析了运算复杂性。由匹配成功的边缘对提取控制点的坐标。讨论了图像变换模型及基于最小均方根误差准则的图像变换参数估计方法。用真实地形实验表明该算法匹配精度高,计算速度快。最显著的特点是该算法抗噪声能力强。

基于3DS MAX环境的3维场景重建工具

介绍了 3DSMAX中利用DEM和数字正射影像重建真实 3维场景的方法。通过MAXScript和VC混合编程 ,在 3DSMAX4 .0环境中构建了一个 3维环境重建工具。利用该工具可以导入Leica/HelavaDPW数字摄影测量工作站采集的DEM数据和建筑物数据 ,自动生成地形模型和建筑物模型 ,重建真实的 3维场景。该工具支持DXF、DSW等通用CAD数据的输入 ,并可以把场景数据输出为虚拟现实造型语言 (VRML)

基于3S技术的校园三维景观表达研究

以福建农林大学校园为研究对象,借助地理信息系统等软件对遥感影像和地形图进行处理。通过DGPS自由网平差构建校园控制网,在对三维数据处理、地形图矢量化并赋予高程值基础上建立校园DEM,利用ArcGIS软件中ArcScene功能模块构建校园三维虚拟景观模型,进而实现校园景观三维场景的表达和实时浏览。通过三维虚拟景观模型漫游及表达为区域景观布局改进和优化提供参考。

基于3D GIS的城市空间规划分析方法研究

分析了福州三山视线控制线规划,采用了基础空间数据和ArcGIS 9.0平台,实现了快速建立数字高程模型与建筑物三维框架模型。

一种基于网格控制的3维军标符号动态建模与优化方法

3维军标符号的动态建模是虚拟战场的重要内容,其对提高战场态势的直观性,增强辅助决策能力具有重要意义。提出了一种基于网格控制的3维军标符号动态建模与优化方法,首先对军标符号在2维平面上进行剖分,形成逼近线段;通过贝塞尔网格和DEM网格的约束,使逼近线段在3维空间中发生变形,控制其空间形态;依据空间线段剖分点与相邻点连线的角度,对剖分与变形后的空间点集进行优化;最后进行Delaunay三角网重构,从而得到3维空间中优化的动态模型。实验结果表明,该方法能够很好地控制3维军标符号的平面与空间形态,并能有效实现DEM地形跟随。

Reference 3D、ASTER DEM在公路勘察设计中的应用探讨

Reference 3D是法国Spot立体卫星影像生成的DEM、ASTER DEM是高分辨率卫星成像设备—ASTER获取的立体影像生成的DEM,它们全球覆盖范围广、数据获取快、质量稳定。针对我国缺乏1:10000或1:5000基础地形资料的地区、难以获取资料的海外交通建设地区,本文探讨基于这两种DEM进行公路勘察设计。工程实践表明:Reference 3D相比ASTERDEM有着更高的精度,质量更加稳定可靠,可以满足公路勘察设计中规划、工可等阶段的需要,从而提高工作效率,缩短外业周期,降低成本。

基于无人机LiDAR和倾斜摄影数据的3D产品制作

研究利用无人机分别搭载小型LiDAR和五镜头倾斜相机获取的点云和倾斜影像作为数据源,开展外业像控点及外业打点实测,通过结合实景三维建模、点云过滤、正射纠正、裸眼测图等多种技术手段,形成制作数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)产品的技术路线,经试验表明效率和精度良好,具有一定的推广应用价值。

基于LRIS-3D建立高分辨率DEM的方法及对比研究

在基于LRIS-3D系统建立高分辨率DEM基础上,以黄土高原丘陵沟壑区桥沟小流域为对象,利用GIS工具,以三维激光扫描系统扫描数据为基础数据,研究基于DEM的数字地形特征和水文特征的提取与分析方法。研究结果表明:与普通DEM相比,高分辨率DEM提取研究区平均坡度变小、坡度标准差变大,总体地形向平坦转化,坡面曲率增大,沟壑密度增大,更详细地描述了地表特征。对流域水文过程分析、特别是对流域汇流的参数确定及汇流模型的建立有积极作用。

基于ArcGIS的林业规划3D分析与制图

以浙江凤阳山自然保护区为例,对GIS在林业规划中的应用进行了深入分析。详细介绍了在ArcGIS软件环境下进行DEM创建、地表分析(包括坡度、坡向、剖面等)、地图设计和三维可视化的方法。

月面形貌的3维可视化算法

基于大范围地形可视化算法研究的基础上,对平面geometry clipmaps算法进行改进,利用GPU的顶点着色器实现平面地形向球面地形的投影变换,并综合利用球面视域裁剪、球面视点控制等技术,使geometry clipmaps算法适用于球面海量地形数据的3维可视化;收集处理月球全球影像和形貌高程数据,对算法进行验证,实现月球表面形貌的实时动态3维可视化。试验表明:绘制算法可不受数据量大小的限制、绘制效率高、效果逼真,但存在两极变形较大的缺点。

3维浏览控件vtocx的二次开发

针对目前地形景观模型的3维显示普遍需要昂贵系统软件和复杂技术支持的问题,提出了基于MFC二次开发vtocx控件的方法,通过创建并加载存储地形参数的xml文件,利用vtocx创建3维场景并显示。开发实例证明该方法科学、简便,既具有相对独立的用户界面,又可实现3维浏览的众多重要功能。

采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合

在数字环境下进行等高线综合是制图综合领域中的热点问题。将3维Douglas-Peucker算法应用于等高线综合,是从真3维的角度提取等高线上的特征点。首先根据等高线上高程点的空间分布特征,提出采用空间线规则排序方法组织空间点;引入了全局孤独指数解决综合过程中等高线之间的空间跳跃问题;然后通过空间内插引绘综合后DEM的等高线,从而实现等高线的自动综合。初步实验表明,采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合,从全局上保持了主要地貌形态并抑制了破碎的微地貌特征,具有良好的综合质量和制图效果。

基于倾斜摄影与BIM技术的土方量算方法

为解决传统土方量算人员投入高、效率低,土方测算精度不高等问题,采用无人机倾斜航摄测量与BIM技术相结合的土方量算方法,通过倾斜摄影测量获得真实地表DEM数据,再与BIM模型进行比较分析,以检验道路工程施工质量。通过对某道路工程土方量算项目的实际验证和分析发现,该方法获得了精度优于1.4%的土方量算值,可高效检测土方量算值以及道路工程各进度质量,并定位超限差位置。

利用Direct3D的地形三维快速重建方法

在视口数据检索之后,视口重建效率成为了影响地形数据三维重建和显示速度的主要因素,视口重建与可利用的开发平台资源密切相关。在剖析Direct3D硬件访问方式的基础上,提出了一套完整的DEM快速重建方法。实验结果表明在相同的条件下,基于Direct3D的视口重建具有明显的速度优势。

基于FLAC^(3D)和DEM数据的缓倾斜煤层开采沉陷分析

宁夏石嘴山矿区位于西部黄河流域,其煤矿采空区沉陷导致地表生态和环境问题频发,对其采煤沉陷分析将对西部黄河流域煤矿区的环境修复有一定的积极作用。为研究缓倾斜煤层采空区围岩应力与位移场演化特征,以宁夏石嘴山矿区为对象,基于FLAC^(3D)数值模拟软件,建立缓斜煤层开采三维数值模型,计算分析采空区围岩应力、塑性区及位移变化规律,并基于两时相DEM叠加统计分析地表位移变化,与数值模拟结果进行相互验证。结果表明:地下开采引起应力重分布,采空区顶板及煤柱出现明显的应力集中现象,最大主应力呈现从煤层顶板向地表递减的变化趋势;越靠近采空区顶部的岩层垂直位移越大,随着远离采空区逐渐减少,开采完成后地表垂直位移最大值约12 m;随着采空区面积的不断增大,采空区四周及角隅处塑性区逐步延伸扩大,且以剪切破坏为主;地面沉陷盆地不对称,2个沉降中心均发生在沉陷盆地中部且偏下山方向,下山方向比上山方向影响范围更大;数值模拟计算的沉降量与两时相DEM叠加统计分析的变化量结果及趋势基本一致,研究成果可为煤炭安全开采提供参考依据,为地表沉降监测提供新方法。