城市三维建模与可视化应用研究

三维建模技术是城市三维可视化的基础,也是三维城市GIS应用的关键。对城市空间实体三维建模技术和可视化过程进行了深入研究,探讨了基于不同数据源的地形和地物的建模方法,并提出了一个城市三维可视化应用系统框架,为城市数字化建设提供了一个有效、可行的方案。     

城市地下空间信息三维数据模型研究

系统分析了现有的三维空间数据模型的形式和特点,为城市地下空间信息基础平台空间数据模型的选择提供了甄别的依据.针对城市地下空间信息三维建模和可视化分析的特点和要求,设计了面向空间结构信息和空间属性信息建模与可视化的三维空间数据模型.对于城市地下空间几何结构信息（包括三维地质体几何结构、地下构筑物和地下管线）的建模与可视化,设计了一种基于边界表示,面向地下空间实体并兼顾拓扑关系的三维矢量数据模型;对于地下空间属性信息的建模与可视化,采用三维栅格数据结构来组织表征地质体内部物理和化学属性参数的规则体数据;并根据地质属性建模与地质结构建模的关系和要求,实现了由三维矢量模型向三维栅格模型的转换.     

基于GIS的三维数字城市构建研究

数字城市是城市信息化的重要途径,开展三维数字城市构建研究非常必要。三维数据城市系统主要由数据资源层、数据处理层、数据应用层三层组成,分析了各层的功能及要求。针对数字城市三维建模的要求,提出了建模方法。GIS技术、三维建模技术的综合运用,为数据城市建设提供了保障。     

三维地质建模与可视化

大型复杂建筑项目的实施、环境与自然灾害的评估等都需对地下条件进行精确模拟.由于地下条件的特殊性、地质对象形状的不规则性和属性的各向异性,决定了三维地质建模与可视化的复杂性.在详细阐述三维地质建模与可视化的要求、流程与模型构建的基础上.探讨了三维地质建模与可视化面临的挑战.随着GIS的快速发展、现代信息管理系统的设计优化及IT技术的集成.基于三维GIS的三维地质建模与可视化系统具有十分广阔的前景.与信息管理系统的紧密结合是三维地质建模的未来发展趋势.     

三维城市地下管线信息系统研究与应用

为了提高城市市政管理部门对城市地下管线的管理水平,进行城市地下综合管线的三维研究是一项很有现实意义的工作,而利用地理信息系统（GIS）理论并结合三维图像理论进行城市地下综合管线新系统的研究与开发是一项很有实用性的技术.对城市地下管线的数据类型进行了研究,并在此基础上提出了合适系统架构,在实际项目中进行了应用,系统地实现了城市地下管线的高效管理,促进了GIS在城市规划和管理中的应用.     

旅游场景三维可视化方案

近年来，随着计算机技术和图形技术的飞速发展，用于实现城市旅游三维可视化的技术也日趋成熟．在分析各种可视化方法的基础上，着重探讨了以3dsmax为基础平台的旅游场景三维可视化方案，结合实际，在现有二维GIS数据支持下实现上海旅游高等专科学校校园三维场景可视化，并详细论述了数字城市中建筑物立面、纹理等信息的现场获取方法和建模的关齄姑求     

山岭隧道地上地下一体化三维建模方法

针对山岭隧道地上地下一体化三维建模效率低、数据融合难度大的问题,提出一套基于BIM+GIS+倾斜摄影技术的建模方法。以武汉市黄龙山隧道为例,首先,按用途和施工工序对山岭隧道构件进行分类,利用Revit和Dynamo软件,采用参数化建模+自适应拼接的方法构建隧道三维结构模型;其次,通过无人机采用倾斜摄影技术获取地表影像,构建三维实景模型;通过影像匹配和滤波技术处理点云数据,生成数字高程模型(DEM),并结合钻孔数据,采用插值法和约束分区的方法构建三维地质模型;最后,基于MapGIS实现隧道结构模型、地表三维实景模型、三维地质模型的集成。该方法可以优化模型管理方式,减少数据信息的丢失,实现隧道工程信息的集成与共享。     

三维地质界面模型交互式选择方法研究与实现

三维空间中地质界面的直接交互式操作是三维地理信息系统研究的一个热点问题。在基于屏幕坐标映射、OpenGL中视口设置和空间点投影变换前后坐标关系的基础上,重点研究并解决了利用鼠标在屏幕上进行三维地质界面的交互式选择与查询问题,分别就空间点、线段和三角面片的交互式选择问题进行了研究和探讨,并作了对应的测试,研究成果在一定程度上对三维地质界面建模和三维地学模拟提供了强有力的技术和方法支持。     

三维GIS的基本理论探讨

随着二维GIS技术的不断成熟和完善,三维GIS成为GIS领域的重要研究内容。该文讲述了三维GIS的定义、特点及功能,同时讨论了三维GIS建模的几种方法以及ArcGIS中三维可视化方法。     

CSG方法在建筑物三维建模中的应用研究

介绍了数字城市的框架体系和三维城市模型的建模过程,探讨了城市建筑物的CSG建模方法。该方法先根据建筑物的特征抽取CSG体素,然后将这些体素进行空间几何变换和正则布尔运算,形成建筑物的三维空间几何模型,进而表达建模过程和建筑物内部的空间拓扑关系。     

城市三维地质信息系统的目标、功能与架构

利用现代信息技术构建一个集城市地表、地上、地下多雏、动态空间信息于一体的大型综合性三维地质信息系统是解决当前我国城市发展所面临的一系列地质问题的关键，该系统集信息输入、数据库管理和三维地质数据可视化分析功能于一体，并在此基础上实现城市地质环境常规分析评价、动态监测功能以及城市地质信息的Web发布和增值信息服务．在具体实现时，采用多层体系结构建立系统的总体架构，充分利用C／S、B／S结构各自的特点和优势，实现对海量空问地质信息的高效处理。     

GIS与三维可视化在校园地下管网线管理中的应用

校园地下各类管网线的科学化管理,是实施"数字校园"工程的重要组成部分。在研究GIS与三维可视化在校园地下管网线管理应用的基础上,利用Vega Prime及其所提供的应用程序接口Open-Flight API与Vega Prime API对校园地下管网线进行三维场景建模,实现了四川理工学院三维管网线快速建模、地上地下三维一体化显示、三维管网线查询与空间分析等功能。研究成果可以促进学校基础设施管理信息化水平的提升,有助于更好地建设"数字校园"。     

基于Skyline的城市规划三维建模技术流程与应用

针对城市规划三维建模工作中产生的实际问题,对城市规划三维模型的分类、模型精度、建模单元划分和模型命名进行了规范,提出了基于Skyline的城市规划三维建模技术流程,对流程中各个步骤的关键技术方法进行分析,并成功应用于安阳市城市规划管理工作中。     

矿区地上下三维信息模型构建算法与系统开发

研究了地上三维场景模型与地下三维矿体模型的构建方法,提出了基于散点构网的地质实体充填算法模型.结合地理信息系统的建设方法,以辽宁某铁矿为原型,开发了其地上下三维可视化信息系统,实现了各类三维模型的创建、三维显示与浏览、空间属性查询、交互操作、测量与空间分析等功能.系统既实现了地上下三维模型的快速建立,又解决了以往三维模型中只能显示,不能查询、量测、编辑等问题,可以宏观地把握、微观地洞察矿区地上下整体地形地质特征和地理信息空间分布,更客观全面地表达矿山三维地理信息实体,可作为数字矿山、智能采矿的基础.     

复杂矿体的三维建模方法研究

为了形象直观地展示地下复杂矿体的几何形态和分布状况,谖文基于地球物理勘探的二堆地质成果剖面和钻探数据,采用地质体的横向或纵向延伸建模方法和三维空间插值方法。有效地实现了地下复杂矿体的三维建模。复杂矿体建模实倒表明,本文提出的横向或纵向延伸建模方法和三堆空间插值方法,镌有效地利用磁汝勘探、电法勘探号的二维成果剖面和钻探数据,此外,采用的空同中值平滑滤波方法,能有效地消除空间插值带来的异常点的影响。     

矿山三维地理信息系统中的数据结构

讨论了三维地理信息系统(GIS)的空间数据结构,分析了常用的几种三维空间数据结构.针对矿区井下复杂的开采条件,提出了一种三维拓扑矢量结构,并指出三维可视化实现的必要性.     

基于机器学习的钻孔数据隐式三维地质建模方法

针对基于钻孔数据的传统显式三维地质建模方法存在过程繁琐、模型质量难以保证等缺点,本文提出了一种基于机器学习的隐式三维地质建模方法,将地层三维建模问题转换为地下空间栅格单元的属性分类问题.分别基于支持向量机、BP神经网络等分类算法,实现了钻孔数据的自动三维地质建模.实际建模结果表明,对于有限、稀疏的钻孔数据,支持向量机方法建模准确率较高,建模效率、效果优于显式建模方法.最后通过敏感性分析研究了超参数对建模结果准确率、模型形态的影响,为可控的自动三维地质建模提供了一种新的解决思路.     

多源数据融合的城市三维实景建模

随着数字城市以及智慧城市的提出，城市模拟从二维发展到三维，对城市三维实景建模的要求越来越高。由于城市地物密度高、变化快，传统的手工三维建模方法效率低，无法适应快速发展变化的城市环境，因此，往往采用无人机倾斜摄影技术进行快速三维建模，但无人机倾斜摄影方法无法解决城市地物遮挡、树冠遮挡、屋檐遮挡、玻璃透光等问题，造成三维模型局部纹理扭曲、地物拉花、地物空洞等缺陷，在模型精度、质量、应用方面存在诸多问题。为了解决上述问题，以中国科学院大学为研究区，运用无人机倾斜摄影技术与地面激光雷达技术进行融合建模。在实验过程中，外业采用“规则航线自动拍摄为主，兴趣区手动拍摄为辅”的无人机影像获取策略；内业则利用“手动粗配准，ICP算法精配准”的方法将地面雷达点云统一到无人机影像坐标系统中。实验结果表明，多源数据融合的方法既能够保证三维建模的效率，又能够修正无人机单独建模模型的地物扭曲、空洞等问题，提高模型的精度，优化城市三维模型。