三维地理场景下基于地质特征的数字露头空间检索方法

数字露头技术已成功应用于地质研究,海量的地质露头模型与资料管理成为了技术难题。传统的信息管理方式,如文件夹管理、信息系统管理等,都无法直接获取露头的空间位置,也无法从空间位置直接检索到露头。针对这个问题,运用SuperMap灵活的空间检索功能,提出了一种在三维地理场景下基于地质特征的数字露头空间检索方法,将野外勘测获得的照片、扫描所建立的三维模型、文字信息记录、位置等多种类型的资料纳入到空间数据库中,结合数字高程模型和遥感影像搭建三维地理场景来模拟现实地形地貌,实现从空间定位、地层地质、构造地质、岩相古地理、含油气盆地、岩性等空间与属性综合的露头信息检索管理。并运用SuperMap iObjects.NET 10i和C#.NET技术,在三维地理场景下实现基于地质特征的数字露头空间检索方法,搭建数字露头空间检索引擎平台,且对比传统信息管理方式,综合评价其更占优。

山水画中三远法对三维地理场景表达的启发

针对信息时代地图可视化需求,提出了将山水画中三远法融入地图制图过程中的理念。首先,分析了中国山水画和地图在表现地理空间思维及信息传输中的异同;然后,通过例证详细分析了散点透视和三远法表达三维地理场景的方式;最后,基于深远法实现三维故宫建筑群卷曲可视化,兼顾第一人称视角和第三人称视角,实现从侧视到俯视连续变换的可视化。结果表明,融入深远思维的卷曲可视化可以有效解决建筑物间遮盖问题,且更具视觉吸引力。

基于规划报建数据的室内外一体化三维地理场景构建

通过综合、对比、分析规划报建数据,发现其含大量的建筑物室内、室外三维空间信息。利用AutoCAD、GIS等技术提取这些信息,构建建筑物室内外一体化三维地理场景。着重提出室内、室外三维数据提取、构建及一体化组织方法。

三维地理场景建模中的若干漫游速度优化技术

三维地理场景的流畅性取决于场景的漫游速度。首先,通过对场景建模过程中的若干优化技术进行研究与实践,实现三维地理场景漫游速度的提高。并以不同漫游状态下的帧率作为主要指标,对比优化后和优化前的模型质量、漫游速度及仿真效果,分析各项优化技术的优劣。然后,通过数字街区、三维城镇和全国三维地形等应用实例,验证各项优化技术在不同空间尺度下的可行性与实用性,提出三维地理场景构建中的一种有效优化漫游速度的综合方案。

无人机实时视频与三维地理场景融合

针对无人机视频巡查时无法获取视频要素与周围场景地理要素的空间关系等问题,本文提出了一种无人机实时视频与三维地理场景融合方法。该方法通过设置路线站点获取无人机实时巡查视频,利用高分辨率倾斜摄影模型构建三维地理场景,将视频在三维地理场景中投影,构建视频投影参数规范和无人机数据传输模型,实现无人机实时视频与三维地理场景融合展示;对无人机实景融合的应用流程进行设计,并通过具体案例进行试验验证。试验结果表明,无人机实景融合具有良好的表达效果,视频与三维地理场景融合度高且视频画面变形较小。该方法将无人机视频应用扩展至三维空间,为视频要素赋予了空间参考。

球体剖分瓦块的大区域真三维地理场景构建

针对目前地理信息科学领域存在的三维地理场景大都是局部的、基于投影的2.5维表面模型的问题,该文提出了利用球体大圆弧八叉树剖分(SGOG)瓦块建立大区域真三维地理场景的方法。将SGOG特定剖分层次的顶点与全球共享DEM数据进行匹配,构建大区域真三维地形框架;以地形起伏度为阈值,采用不同层次的瓦块进行自适应建模,大大减少了数据量;粘贴遥感纹理,建立虚拟地理场景。中国大陆地区的实验结果表明:所提方法不但顾及了地球曲率,克服了投影变形的缺陷,而且可以利用SGOG多尺度特性,灵活建立各种(混合)尺度的模型,并可实现地表上下空间的一体化建模。

一种单机多屏的时序三维地理场景同步可视化系统

三维地理场景的可视化是虚拟地理环境研究中展示各类复杂地学过程与现象的重要技术。目前,现实中地理场景大多具有复杂度高、规模大、交互性强等特点,故采用传统的单个计算机单屏显示方式,已无法满足用户对沉浸感、大视野、高分辨率的可视化应用需求,而多屏显示技术是一个解决该问题的有效途径。本文以福建长汀县水土流失治理过程中植被覆盖变化为例,开展了时序三维地理场景的单机多屏同步可视化技术和漫游系统研究。提出了系统的软件架构和开发流程,并引入多线程同步机制,实现了三视图场景的构建、三屏同步显示、三屏同步路径漫游、矢量图的差异符号化和三维场景实景图片嵌入播放等技术,设计并实现了一个以单个计算机控制三个显示屏幕的时序同步可视化漫游系统。采用3个时相的彩色遥感卫星影像,叠加数字高程模型形成反映不同时期水土流失程度变化的三维地理场景,在水土流失治理过程成果展示中得到了应用。系统除了三维场景沉浸感强、震撼力大之外,还具有动态变化、信息量大、表现力强等特点,在地理场景动态可视化方面有独特的应用前景。

一种BIM模型与三维场景地理位置匹配方法的研究与应用

针对BIM模型数据与"数字地球"三维地理场景位置匹配时遇到坐标系参考椭球基准不统一、无法获取建筑模型坐标系详情、无专业的控制点数据、无七参数等问题,提出一种BIM模型与三维场景地理位置匹配方法。以广州220kV石井～环西电力隧道工程项目为例,进行BIM模型与三维地理场景位置匹配的实验,结果表明,本方法较好地实现了建筑物、工作井等BIM模型与三维场景地理位置匹配,同时也能保证各个BIM模型相对位置保持不变。本方法适用于建筑工程、智慧城市建设等领域关于BIM与GIS跨界融合中模型与地表位置匹配的应用,有助于提高工程信息化开展的便捷性。

基于施工图的室内外三维空间关系构建方法

建筑物高精度快速三维建模是三维城市建设的迫切需求。通过分析施工图室内外三维地理信息要素内容及其相互空间关系,利用CAD、GIS等技术提取施工图中建筑物室内外要素空间关系描述信息并进行语义结构表达,建立三维地理场景要素之间的空间关系,构建建筑物室内外一体化三维地理场景,提高室内外三维建模效率,为建筑物室内外三维可视化、量算、空间分析等提供技术支撑。

基于自适应布告板的三维树木表达方法

植被、地形以及人工建构筑物是三维虚拟地理场景可视化表达的基本内容,树木是植被的主要组成部分.由于树木自然形态的复杂性,其真实感表达非常困难.基于几何模型的树木表达可以产生逼真的细节,但场景实时渲染具有巨大的计算负担,而基于纹理的简化模型在真实感表达上有所欠缺,但具有更好的渲染性能.如何兼顾场景渲染效率与视觉真实感受一直是树木三维可视化表达的研究热点.本文提出一种基于自适应布告板的三维树木表达方法,该方法在通常的平面布告板方法基础上,根据视点与布告板的相对位置关系,从预先获得的多张树木影像中选取最符合视点与树木相对位置关系的影像作为树木纹理渲染于该布告板上,实现了布告板纹理的动态调整,使得不同视点下的树木渲染效果尽量接近真实,同时也具有布告板的渲染性能优势.本文基于WebGL在浏览器中构建了一个三维场景,其中包含若干树木模型.实验结果表明本方法在表达树林时,在浏览器这样的低渲染计算能力环境下也能取得可接受的渲染性能与表达效果.