三维地理信息系统在城市规划领域应用研究

三维可视化理论与技术的引入使得传统静态的、平面的地图向动态的、三维的方向发展,地图的三维可视化正成为GIS与数字制图领域一个新的研究课题。本文主要研究场景多尺度表达、顾及地形(即基于DEM)的建筑、植被、道路、水系等各主要要素的三维模型的建立及其显示、可视性分析。文章最后对三维可视化技术在基于城市规划领域的规划展示、设计对比、日照分析、历史变化等方面的应用作了探讨。

3DGIS中复合地形纹理生成与应用

3DGIS仅用数字高程模型(DEM)表现地形远达不到三维可视化的要求。在传统3DGIS中,通常采用数字正射影像(DOM)作为DEM的纹理表达地面景观,但其逼真性往往会受到影像分辨率的限制。该文借鉴Mipmap思想,提出一种新的纹理生成方法来解决上述问题,即通过对DOM和二维矢量数据赋予投影信息,将多幅影像及相关矢量数据作为生成3DGIS地形的纹理数据源,生成不同分辨率、不同详细程度的金字塔纹理,动态表现地面景观,并对生成的金字塔模型数据进行高效的索引、存储与管理。上述方法在实际应用中取得了满意的访问效率和视觉效果。

大规模3DGIS场景的多通道渲染算法研究

为了由多个计算机节点协同完成大规模三维地理信息系统(3DGIS)场景的渲染和显示,提出了一种基于分布式计算机体系结构的多通道渲染算法(3DGIS multi-channelrendering algorithm,GMCR)。三维地理信息系统同其他类似算法相比,该算法作了两项改进:(1)采用视锥组合计算方法将大规模三维场景分割为若干子场景并分配给不同计算机节点处理,可以保证场景拼接处的空间连续性和不变形性;(2)采用消息机制协调计算机节点的渲染处理与显示步调,以控制子场景的状态同步和显示同步。该算法简单易行、效果突出,利用多台低端设备实现了大规模3D场景渲染与显示,可以完成高端设备不能够实现的超大规模3D场景。以3DGIS城市交通系统演示环境实验为例,验证了该算法的可行性,结果表明GMCR方法可以支持多达185个计算机节点进行超大规模的3DGIS场景渲染。