虚拟可视化城市研究

对MultiGen Creator和Vega等软件进行二次开发．综合利用虚拟现实(VR)技术、全数字摄影测量系统、地理信息系统(GIS),制作具有真实三维环境的虚拟城市系统．论述基于图像的建模与绘制(Image-Based Modeling and Rendering,IBMR)等获取虚拟模型的技术,把CAD,3DSMAX和Imagis软件的模型,转换到MultiGen以及处理纹理的技术。     

文物数字化的关键技术

以文物三维网格模型的获取、三维纹理映射为重点,对文物保护方面相关的若干工作进行了探讨.利用三维激光扫描仪InSpeck 3D-DF采集文物几何数据,然后使用三维建模工具对文物几何数据进行后续处理,来建构特定文物的网格模型.在此基础上,给出了以建构好的网格模型与彩色图像之间的纹理映射关系,基本方法是根据一个透视投影模型,利用文物网格模型和各幅图像之间手工标记的特征对应来求解图像与模型间的纹理映射,并最终把各个模型点实际对应的多个纹理值进行合成,得到较好的纹理映射效果.     

利用高分辨率航空影像阴影提取城市建筑物高度信息

建筑物三维景观模型的建立是城市三维景观重建的关键,建筑物三维景观模型受建筑物的几何外形特征、高度及纹理等重要因素的影响。该文主要阐述规则建筑物的原理与算法,利用高分辨率航空影像图,结合分割技术、分类技术和优化技术,推算影像上建筑物阴影的长度,进而提取建筑物的高度。建筑物纹理信息通过影像信息或者摄影方式获取,为建筑三维景观图增加真实感和可视性。     

Skyline平台下构建三维数字城市的研究

主要针对三维数字城市模型所具备的特点,结合具体项目,对比以往的三维建模方法(类似于计算机动画中的建模流程),提出了一套更为快捷的解决方案,其中包含了对庞大地形数据和纹理图片集等的管理等。以Skyline软件为平台,结合3DS MAX和ARCGIS等软件,实现了城市三维地理信息系统的构建,为三维数字城市的建设提供了一个解决思路,该方法现已广泛应用于本单位相关项目中。     

基于OpenGL的三维城市景观模型的建立

用数码相机拍摄建筑物的立面相片 ,经PhotoShop处理、校正后获得建筑物三维几何模型的影像纹理 ,然后利用VC ++调用OpenGL图形库编程 ,建立了具有影像纹理的高度真实感三维城市景观模型。实践证明 ,在缺乏航空及遥感影像数据的地区 ,该方法可用来实施数码城市工程的建设。     

基于OpenGL的三维城市景观模型的建立

用数码相机拍摄建筑物的立面相片，经PhotoShop处理、校正后获得建筑物三维几何模型的影像纹理，然后利用VC＋＋调用OpenGL图形库编程，建立了具有影像纹理的高度真实感三维城市景观模型。实践证明，在缺乏航空及遥感影像数据的地区，该方法可用来实施数码城市工程的建设。     

将MultiGen/Vega虚拟现实场景用于GIS的研究与实践

利用MultiGen Creator 和 Vega软件平台, 开发出了集三维模型漫游、动态显示于一体的虚拟现实场景,并探讨了将此场景用于GIS的可能性.分析了建立该场景的开发过程,论述了虚拟模型的获得、纹理的处理、AutoCAD和Imagis3.0中模型的转换等技术,同时对Vega中有关自由度控制、碰撞检测、输入控制、文字声音提示信息、地图提示功能、物体拾取等方面进行了编程设计.     

基于ArcGIS的校园仿真系统——以闽西职业技术学院为例

以闽西职业技术学院为例,讨论了借助于三维建模、图像处理及数据库等技术,建立虚拟校园的问题;用3D MAX软件创建三维模型,模型表面贴上纹理图片,并利用ArcGIS的空间分析功能与C#语言进行特定功能的二次开发,从而实现三维校园仿真系统功能.     

三维GIS纹理坐标数据管理方法的研究

纹理是建立真实感三维模型和场景至关重要的因素之一,越真实、越复杂的场景用到的纹理数据就越多,如何有效管理这些纹理数据和图像文件,避免冲突,节省显示内存,是三维城市景观需要解决一个难题。针对上述问题,本文就三维GIS纹理坐标数据管理提出了一个可行方案。     

基于单幅人脸正视图的个性化人脸三维重建

人脸三维模型在很多领域有着广泛的应用,如何有效获取人脸三维模型已成为研究热点.基于单幅人脸正视图的个性化人脸三维重建方法,指出采用单幅人脸正视图进行三维重建存在的两大瓶颈问题.针对前期工作中为了解决纹理信息不足的问题,提出的基于顶点一环邻域及面片分类的纹理映射方法进行改进和完善,在此基础上设计实现一套基于单幅人脸正视图的人脸三维重建系统.实验结果表明,改进后的基于顶点一环邻域及面片分类的纹理映射方法可以有效解决此前出现的耳朵区域纹理信息不合理问题.     

面向随钻的井筒可视化方法研究

针对随钻过程中数据的复杂多样性以及井下信息可视化的重要性,以随钻井轨迹数据和随钻测井数据为研究对象,研究并给出随钻井筒可视化建模的方法,建立立体井筒模型。基于成像原理给出钻遇地层可视化建模方法,建立地质属性映射模型,采用纹理技术实现二者的有机融合,真正实现随钻井筒的三维可视化。利用Open Inventor图形开发工具包,实现三维井筒的绘制和钻遇地层信息在三维井筒上的展示。     

纹理映射体绘制的Java 3D实现

目的设计实现一个虚拟心脏系统原型,重点讨论其中的基于纹理映射的体绘制方法,给出用Java 3D软件方法实现纹理映射体绘制。方法获取CT心脏断层数据,对其进行预处理,在此基础上进行图像的滤波、分割、配准及裁剪,最后实现基于纹理映射体绘制的三维重构。结果用Java Java 3D实现了虚拟心脏系统原型中基于纹理映射的体绘制。结论采用软件方法(Java3D)实现了纹理映射硬件的功能,由于不需要三维纹理映射硬件的支持,降低了硬件成本。     

基于钻孔信息的地层数据模型研究

为了建立城市三维数字地层信息管理系统 ,提出了一种适合工程地质和岩土工程学科特点的地层数据模型———基于钻孔信息的地层数据模型 .该模型采用了面向对象的方法 ,因此其数据结构的类层次关系、模型的构造过程等条理清晰 ,而且能与面向对象的编程语言有机结合 .同时 ,该模型借助于Delaunay三角网来构造二维和三维拓扑关系 ,大大简化了三维形体之间复杂的拓扑关系 ,而且借此可以处理地层数据模型中的断层等突变信息 .利用这一数据模型 ,可以较好地模拟三维地质实体的真实景观     

实景三维模型缺陷修复关键技术

为了有效提高实景三维模型反映各类型地理要素的准确度和精细度以充分支撑实景三维中国建设工作,本文首先将当前无人机倾斜摄影三维重建后的三维模型中存在的模型缺陷系统性分为四大类型,并分析其产生的原因。随后,本文针对性地提出了三种关键技术：一是基于连通性和欧氏距离聚类的交互式悬浮物去除,利用图割理论和随机一致性抽样算法识别和删除悬浮物;二是基于图割理论的水面半自动整平,在利用Grabcut算法提取水面区域的同时为其赋予统一高程以实现水面的平整;三是基于深度网络模型的水体纹理inpainting填充,利用卷积神经网络和深度对抗训练以获得水体纹理的特征和结构从而实现水体缺失纹理的修复。最后,本文利用湖北省宜昌市的实际生产数据进行了修复实验,实验结果表明本文提出的各项关键技术能够有效修复三维模型缺陷,从而使实景三维模型具备更精细的地理实体和地理景观还原度。     

水资源系统不确定性决策机会约束模型法

针对多属性不确定性决策问题，提出了可用于研究方案排序的机会约束模型法。该方法既可恰当处理多属性区间值的不同随机分布假设，又可考虑决策者对综合评价值的期望水平，避免了对复杂的综合评价值随机分布的简单化处理，对于复杂的多随机变量机会约束模型，使用基于随机模拟的遗传算法可以有效地获得问题的解，且最终方案排序合理。     

基于SQL Server平台复杂地质体FLAC3D模型的构建

由于FLAC3D软件建立复杂三维地质体模型难度大、易出错,提出一种新的建模方法,即提取三维地质体建模数据并进行编辑成相应的表,把表导入SQL Server软件中,通过SQL查询语言生成FLAC3D可直接读取模型数据文件,从而实现在FLAC3D软件中准确、快速和自动化建立复杂三维地质模型的目的.通过云南某矿山的三维建模实例检验了该方法的可行性和高效性.结果表明:该方法在FLAC3D中建立复杂地质体模型具有一定的参考价值.     

三维数字化技术在三星堆遗址中的应用

提出使用三维数字化技术,对三星堆遗址进行三维建模,其中涉及如何对遗址进行激光扫描,获取场景的点云数据以及数据的后处理.本文采用Riegl LMS-Z420i三维激光扫描仪和尼康D100数码相机获取三星堆遗址的点云数据和纹理数据,并通过PolyWorks软件实现点云数据的配准和三维建模.     

数字博物馆文物图像真实性再现仿真系统设计

为了解决传统系统噪声抑制能力差、容易出现孔洞缺失、文物图像再现质量差、细节不丰富等问题,设计了一种数字博物馆文物图像真实性再现仿真系统。将Visual C++和VTK当成系统设计平台,利用FSL总线完成对三维重建IP核与Micro Blaze软件间的连接,设计系统硬件结构图。引入聚类思想,通过点云双边滤波器滤除小尺度噪声。针对点云数据三角剖分过程中的孔洞现象进行填补处理。选用B样条函数最小二乘法进行曲面拟合,通过UV映射建立二维纹理坐标,把图像纹理映射至曲面网格,实现文物图像三维重建。结果发现:设计系统展示结果有逼真的细节纹理;得到的三维重建结果信息熵、平均梯度、信噪比和等效系数均较优。