GIS的微观实践

地理信息科学的理论与方法为人们认识和分析具有复杂巨系统特征的宏观地学环境提供了强有力的支撑,而GIS的生命力不仅局限于此.GIS完备的空间关系理论、空间分析体系和成熟的空间表达方法与数据处理手段,同样可以借鉴来处理微观空间问题.以石油勘探采样柱中的微管道三维重建为例,研究了利用GIS理论与方法,进行数据的采集、数据的处理与组织、三维模型构建与可视化的方法.初步探讨了利用既有的GIS的理论与方法,探索微观空间特征的可行性.同时,将GIS的理论与方法从宏观领域引入微观领域还有利于将之前视为属性数据的对象,也以几何数据的形式来表现.通过用信息流的方式来模拟和表达物质流,进一步提高对微观空间对象与规律的认知.     

基于带约束三角剖分的三维地质建模方法及应用

带约束的Delaunay剖分算法多应用于表达数字地面模型,用于三维地质模型的构建尚不成熟.为了直观显示工程地质结构和快速准确分析工程地质条件,可依据带约束Delaunay三角剖分算法分别生成地层、断裂、界线类地质结构的TIN模型,拼合形成工程整体三维地质模型.通过编制基于TIN模型的工程三维地质建模程序,建立了金少江两家人水电工程坝址区域的三维地质模型,为工程地质评价及工程设计提供了决策支持,以此作为工程应用实例.实践应用表明,该方法具有快速、准确、通适的特点.     

智能触摸屏在热水供应系统中的应用

触摸屏作为人机界面应用于热水供应系统的控制，取代指示灯、指针仪表或数码管，实现可视化控制，采用自行设计的信号转换板实现多路温度信号的采集和模数转换，以小型可编程控制器（PLC）为核心，整个系统具有较强的状态显示和控制功能，而且人机界面友好。     

程潮铁矿体视化仿真系统地质数据库的建立

通过分析程潮铁矿地质采样数据的特点，结合矿床及其开采设计体视化仿真系统的性能需求，从数据库表结构，表间关系及数据的录入处理等三个方面，描述了矿床地质数据库建立过程，采用ADO相关技术实现了地质数据库管理子系统，实践表明，本系统是合理的、有效的。     

基于图像仿真的对地遥感过程科学可视化研究

分析了成像链的光谱辐射响应和空间响应特性，提出一种基于图像仿真的对地遥感过程科学可视化方法。文中建立了成像链分析模型，讨论了传感器获取的三维场景像元辐幅度、探测器输出信号、随机噪声和调制传递函数等数学模型，并导出了包含传感器综合响应特性的遥感数字图像传输方程。此外，对专业软件RSIS1．0可见近红外波段的仿真模块、数据库及仿真过程作了简要介绍。最后，给出了部分仿真遥感数字图像。     

水力过渡过程计算软件的可视化输入系统

在利用水力过渡过程计算软件预测管网系统中水锤的大小时,管网的建模和参数输入都是在非可视化环境中进行的,不但效率低下而且修改困难.采用面向对象的思想,结合工程实际,设计了水力过渡过程计算软件的可视化输入系统.该系统实现了管网建模和参数输入的可视化,既能满足工程约束条件,又能够高效完成管网建模,大大提高了管网系统水力过渡过程分析计算的效率。     

基于多元图图形几何特征的模式识别新方法

在简要比较统计模式识别和句法模式识别优缺点的基础上,进一步介绍了模式识别研究领域中的表示问题和基于几何特征的模式识别方法研究现状,并提出了具有探索性意义的基于多元图图形几何特征可视化模式识别新问题.     

基于BIM的输水工程安全监测信息集成与可视化分析

为了提高长距离输水工程安全监测信息的可视化表达效果,实现海量动态安全监测信息的高效管理,并用以辅助安全分析,提出了基于建筑信息模型(building information modeling,BIM)的输水工程动态安全监测信息集成与网络可视化方法。首先,根据输水工程三维虚拟场景元素构成分析,建立输水工程三维BIM模型;然后,应用关键字段映射的方法建立BIM模型与安全监测信息间的动态耦合;最后,基于WebGL图形加载技术,使用Forge Viewer实现BIM模型的WEB显示。结合天津南水北调工程,开发了相应系统并进行应用,实现了网络环境下工程安全监测动态信息与BIM的可视化集成,为输水工程安全分析提供了支撑平台。     

基于本体的政策网络可视化研究

政策网络是为应对复杂社会环境形成的新型治理模式.政策网络不仅包括政策制定主体之间的府际关系,还包含政策之间的关联关系.将政策网络中多样化节点与关系可视化有助于了解政策的全貌,为进一步进行政策设计和修订提供依据.本文引入本体技术,结合政策网络的节点与关系特征,构建了基于本体的政策网络模型.以北大法宝国家发布的科技创新政策为数据来源,通过LDA模型实现政策主题抽取,借助Protégé实现政策网络的可视化.研究表明,基于本体构建的政策网络模型可以从政策主体、政策客体和政策主题三个维度展示政策之间的关联,不仅可以帮助政府发现创新政策制定中府际关系合作特征,还可以发现不同部门所制定的政策主题特征及关联特性,帮助识别政策冲突.     

基于机器学习的深基坑三维土层重建

在深基坑施工过程中,需要通过少量钻孔数据来进行土层三维模型重建,以获取土质信息分布.提出一种基于机器学习的土层重建方法,首先设计土层生成算法来进行土层训练数据集的数据增强.然后根据钻孔信息数据结构设计了预测模型特征编码方法,作为预测模型的标准输入,通过搭建卷积神经网络模型,对土层结构进行特征提取,形成土层预测模型.随后,利用预测模型对待预测地块中的离散格点进行土层属性预测,获得土层体数据.最后,对土层体数据利用Marching Cubes算法生成封闭等值面,形成土层实体块,从而实现了对三维土层的重建.本模型能够适应不同层数、不同类型的地层,具备了实际工程应用的初步条件.