GTP-based Integral Real-3D Spatial Model for Engineering Excavation GIS

Engineering excavation GIS (E 2 GIS) is a real-3D GIS serving for geosciences related to geo-engineering, civil engineering and mining engineering based on generalized tri-prism (GTP) model. As two instances of GTP model, G\|GTP is used for the real\|3D modeling of subsurface geological bodies, and E\|GTP is used for the real\|3D modeling of subsurface engineering excavations.In the light of the discussions on the features and functions of E 2 GIS, the modeling principles of G\|GTP and E\|GTP are introduced. The two models couple together seamlessly to form an integral model for subsurface spatial objects including both geological bodies and excavations. An object\|oriented integral real\|3D data model and integral spatial topological relations are discussed.

3D激光扫描技术在不动产测绘中的应用与挑战

利用3D激光扫描技术,通过发射激光到目标物体并接收反射光来获取精确的三维数据。这项技术以其高精度、高速度和能够捕捉复杂结构的优势,正在不动产测绘领域中发挥重要作用。在建筑物三维建模、宗地测量和房屋测绘等应用中,3D激光扫描展现了其独特的优势。然而,3D激光扫描技术的应用面临数据处理难度大、扫描精度受限、成本较高和技术普及度不足等挑战。

基于实时视频流的3D人体姿势和形状估计

为满足元宇宙、游戏及虚拟现实等应用场景中对实时视频流3D人体姿势和形状估计准确性和真实性的要求,提出了一种基于时间注意力机制的3D人体姿势和形状估计方法。首先,提取图像特征,并将其输入运动连续注意力模块以更好地校准需要注意的时间序列范围;随后,使用实时特征注意力集成模块以有效地组合当前帧与过去帧的特征表示;最后,通过人体参数回归网络得到最终结果,并使用基于图卷积的生成对抗网络判断模型是否来自真实的人体运动数据。相较于之前基于实时视频流的方法,在主流数据集上加速度误差平均减少了30%的同时,网络参数与计算量减少了65%,在实际测试中实现了每秒55~60帧的3D人体姿态和形状估计速度,为元宇宙、游戏及虚拟现实等应用场景提供更好的用户体验和更高的应用价值。

基于DP-Modeler的实景三维校园精细化模型构建

无人机倾斜摄影测量自动化三维建模技术具备高效率、低成本和高精度的特点,已经得到了广泛应用。为了进一步提升实景三维模型的质量,以防灾科技学院校园为例,在实景三维模型自动化构建基础上,利用DP-Modeler完成了三维场景的修饰和建筑物精细化单体建模。结果表明:DP-Modeler软件直接在倾斜三维模型上交互式单体化建模,具有自动化程度高、简单易用等特点,能够有效提升三维建模的效率,所构建的实景三维模型能够客观真实地反映校园场景。

基于Smart3D及模方的实景三维模型构建及应用

运用无人机倾斜摄影技术、Smart3D三维建模技术和模方修模技术构建了水资源A2标的电子沙盘和智慧工地等实景三维模型,解决了空中三角测量计算失败的问题,删除了悬浮物,修复植被拉花,道路及水面凹凸不平,空洞等模型缺陷。最终构建了满足项目需求的高精度实景三维模型,并形成了一整套技术流程。

基于神经网络的3D点云模型识别的方法

针对点云的三维模型识别方法缺乏局部空间特征,从而影响3D模型的类识别的问题,提出一种基于残差模块的卷积神经网络三维模型识别方法。通过引入残差模块,构建深层神经网络增强点云模型的局部信息,提高物体的识别精度。同时,采用了一种获取多尺度局部空间信息的策略,加快了模型的推理能力。实验证明,算法识别准确率达到了91.5%,加快了模型的推理速度,可应用于对点云模型识别有实时性要求的场景,如:流水线上物体的检测等。

基于倾斜摄影的多回输电线路实景三维模型构建系统设计

为了使改进多回输电线路三维模型更加符合实际情况,该文将倾斜摄影技术引入多回输电线路实景三维模型构建系统中,提升数据获取的精准性。硬件方面,微处理器作为指令核心处理结构,负责读取并解析指令;设计多回输电线路数据采集模块和EP3SE110F1152C4数据存储器,并利用数据存储器对系统运行过程中的多项数据进行存储;软件方面,借助倾斜摄影技术,获取多回输电线路数据,并计算其对应的比例尺和航高,再对获取的数据进行优化,消除数据中的误差,并对其进行配准处理和特征匹配以及纹理映射和归一化处理,由此完成对多回输电线路实景三维模型的构建。经过实验验证,和以往的多回输电线路实景三维模型构建系统相比,设计的基于倾斜摄影的多回输电线路实景三维模型构建系统在实际应用中模型构建完整度为95.6%,构建效果更好。

大区域实景三维模型拼接融合方法及应用

随着实景三维中国建设的开展,大区域实景三维重建与更新已成为迫切需求,其建模面积大、模型成果异构、多尺度等特点导致场景拼接与融合成为丞待解决的问题,本文分别从影像及控制点重叠建立空三工程、包含相同控制点的空三工程融合2个角度,探究了从数据处理中实现三维场景拼接的方法,其次从模型成果的角度通过邻域瓦块的几何拓扑优化实现三维场景无缝拼接,文章对3种方法进行了试验对比及适用性分析,该研究解决了大场景三维模型拼接的问题,促进了实景三维高效高质建设。

面向水库型小流域的多源水利三维建模方法研究

针对大型河道三维可视化建模中采用激光雷达、声呐等传感器获取水下地形建模方式操作复杂且成本较高的缺陷,在利用基础测绘成果构建实景地形模型的基础上,采用多源三维模型融合方法对月塘水库小流域进行实景建模。首先采用倾斜摄影三维建模技术对重点水利工程进行实景建模,并利用专业建模软件对重要控制单元进行构件级建模;然后利用已有河道断面数据结合河流面状矢量数据,实现流域内胥浦河河道实景三维建模;最后通过人机交互方式对多源实景模型进行微调与相互印证,实现月塘水库小流域多源三维模型精准融合构建。研究成果可为河道型水库的预报调度与洪水风险分析提供可视化模型基础与决策支撑。

融合风貌特征的上海城市框架模型生产更新方法

城市三维(3D)模型的快速构建和及时更新是实景3D中国建设的重点之一。本文针对上海历史风貌建筑与地标性异形建筑较多的特点进行深入分析,结合城市风貌特征和使用效能,提出了一种融合简易模型和去纹理精细模型的上海城市框架模型构建方法,阐述了其概念、构建规则和生产方法,解决了传统简易模型难以表现城市特征而导致应用场景受限的问题。在此基础上提出了基于二维(2D)建筑底面和3D精细模型生产更新的城市框架模型动态更新方法,并通过试验对所提出方法进行了验证。目前该方法已应用于上海城市“一张图”数据生产更新中,服务于市国土空间信息平台、城市运行管理等场景,证明了方法的有效性。

基于边塌陷减面的实景三维模型轻量化技术

实景三维模型由于其丰富的场景展现能力,广泛应用在数字孪生和地理测绘等领域。然而,丰富的三维场景和细节所包含的数据量十分庞大,给实景三维模型的存储、传输、渲染与展示带来了极大的挑战。针对上述问题,本文提出了一种面向实景三维模型的轻量化处理方法,首先引入模型预处理技术,去除模型噪音和非流行边;然后通过边塌陷减面的轻量化算法,精简模型拓扑结构;最后加入反转检测算法,防止边塌陷过程中出现面反转的情况。对张家界景区4个真实场景的测试结果表明,该技术可以在保留模型整体外观和场景细节的基础上,压缩至原始模型大小的3.7%~10.9%,使得复杂场景的实景三维模型能够在计算机中更加快速真实地反映或显示世界的地理地貌或城市建筑。

基于Smart3D的辽工大北校区三维实景建模研究

利用倾斜摄影测量技术进行三维实景建模,是近年来国内的测绘热点高新技术之一。本文以辽宁工程技术大学北校区为实验场地,利用多旋翼无人机搭载索尼ILCE-5100相机获取倾斜影像数据,采用Smart3D软件来建立三维模型,利用DP-Modeler软件进行模型精细化处理,通过LocaSpace Viewer软件对三维实景模型进行空间量测及分析,实现了较好的建模效果,表明此方案的可行性。三维实景模型具有真实的几何和纹理信息,能够在满足用户可视化要求的同时也为校园规划分析等方面提供科学依据。

消费级无人机倾斜摄影测量的室内实景三维模型构建方法

随着无人机技术的日益成熟,倾斜摄影测量数据可有效支撑实景三维展示。消费级无人机具有快速、灵活、高性价比等显著优势,受到广泛关注。然而有关该类无人机室内场景倾斜摄影测量的研究较少。本文开展了基于消费级无人机的室内倾斜摄影三维建模研究。在无GPS辅助情况下,通过少量地面控制点,应用ContextCapture软件,将航摄像片数据经过空三加密、自动建模、贴图等操作后,快速构建出室内实体三维模型。结合对生成模型3MX格式文件的代码分析和编辑,实现了多模型的定位和组合。通过某室内试验大厅的实例验证了该方法的可行性,为消费级无人机在室内实景三维建设方面应用提供了技术参考。

三维建模软件3ds Max数据文件3ds的解析

为了实现三维建模数据的快速读取和解析,提出了一种解析保存3ds数据的方法并应用到实际三维漫游软件中。作为专业的三维建模软件,3ds Max提供了强大的快速建模功能。但由于需要占用大量CPU和内存资源,因此其实时交互性较差,很难直接应用到实际工程项目中。充分利用3ds Max的快速建模能力,分析3ds Max的建模文件3ds数据格式,以其内部树状数据结构为基础,按照其存储特点及数据之间的关系有效读取,并采用C++高效编码实现,以自定义的列表类、对象类、材质库类合理的组织和保存,为三维场景重建奠定基础。实际应用表明该解析算法实用有效。

倾斜摄影技术支持的实景三维模型制作DOM研究

数字正射影像图被广泛应用于基础测绘和国民经济建设等领域,不断完善高效制作高分辨率数字正射影像的技术是十分有必要的。本文结合生产实践,研究了倾斜摄影技术支持的实景三维模型制作DOM技术,将实景三维模型空三加密成果作为DOM制作所需的空三成果,并通过实景三维模型生成真数字正射影像快速替换、修补高大建筑物等拼接困难区域,实现对DOM的图面修复。该技术相比传统DOM生产方法,无需重复进行大数据量无人机影像空中三角测量,充分利用实景三维模型成果数据,将实景三维模型重建与DOM制作进行有效结合,实现无人机高分辨率DOM的高效制作。

一种基于GTP的地下真3D集成表达的实体模型

从建模对象、组成元素和拓扑描述三个方面对广义三棱柱(GTP)模型进行了修正和扩展。基于修正与扩展后的GTP模型,从地学、几何、拓扑三个层面对地下实体进行了提炼,抽象出8种空间构模几何元素,并将地下实体划分为点、线、面和体4类,体实体又进一步划分为简单体、复合体和复杂体,进而提出了一种基于GTP的地下真3D集成表达的实体模型(GTP-based entity model,GTP-EM);采用面向对象的方法,通过构模元素之间拓扑关系的定义实现了地下实体的拓扑描述,并应用实例验证了GTP-EM的可行性。

基于无人机倾斜摄影的地质公园三维实景建模探讨及应用

为探究无人机倾斜摄影技术在地质公园中应用的可行性和价值,通过对不同地区不同类型地质遗迹的实地航摄,采集和分析像片数据,利用Context Capture建模软件开展地质遗迹三维实景建模,探究实地航测和建模过程中重要参数设置和数据处理对内外业工作以及建模质量的影响,探讨模型数据在地质公园中的应用价值。结果表明,无人机倾斜摄影技术可以对地质遗迹进行真实的立体化展示,同时可以对地质遗迹特征参数进行高精度测量。结合Global Mapper等GIS软件,还可生成大比例尺高精度地形数据,为地质遗迹调查评价工作提供了新的技术手段和资料,为地质公园规划建设提供了可视化方案,为空间数据库和高精度三维实景公园建设提供了可能。

光学成像卫星实景三维技术应用及启示

文章归纳总结了具有实景三维应用能力的光学成像卫星的发展,调研了目前国外卫星实景三维技术应用产品,梳理了近年国外卫星实景三维产品在高精度三维基础数据开发、目标指示等方面的应用,研究了实景三维产品在遥感领域的市场潜力,提出光学成像卫星实景三维技术应用已成为国家的重要数据资源和生产要素,在民商用领域,卫星实景三维技术应用是引领遥感产业跨越式发展的途径之一。

Flash3D引擎的发展现状剖析及若干关键技术研究

目前已涌现出了许多性能和功能各异的Flash3D引擎技术,其在动漫游戏的应用非常引人注目。但尚未有对这些Flash3D引擎发展现状做深入而系统的剖析,围绕Flash3D的学术研究几乎是一片空白。对当前主流Flash3D引擎的发展现状进行了综述性的研究,横向分析比较了各主流引擎的功能与性能。同时,围绕着Flash3D引擎提出了若干关键技术。然后,介绍了我们课题组自主研发的Flash3D轻量级引擎的设计及其若干关键技术的初步成果。最后,展望了Flash3D引擎技术的未来发展趋势。

混合3D模型跟踪注册算法

针对维修诱导系统中采用基于3D模型的注册算法跟踪复杂机械设备时要求手动初始化位姿、容易产生误差偏移以及不能自动更新3D模型等诸多问题,提出一种基于边缘特征的3D模型混合跟踪注册算法.首先选取边缘像素数量作为测度标准,采用粒子滤波算法对摄像机位姿进行初始化;然后在持续位姿估计中利用非线性最小平方误差估计算法对位姿进行持续更新,并且通过对模型控制点数量的实时监控消除误差偏移;最后利用关键点匹配实现进程的识别和3D模型实时更新.在原型系统进行实验的结果表明,该算法具有较强的稳定性和较高的效率,能够有效地克服误差偏移.