基于VTK的三维数据可视化软件开发

目前,三维数据可视化在科学研究与工程应用等领域得到广泛应用,Visualization Toolkit(VTK)是一种优秀的三维可视化开发工具包.介绍了VTK及其可视化机制,并以医学成像软件为例,阐述了基于VTK的三维可视化软件开发过程.结果表明,基于VTK的三维可视化软件能满足医学成像的要求,并有望应用于其他科学研究和工程应用等领域.     

基于 VTK 的工程地质三维可视化中间件研究

采用 VTK 技术,探讨工程地质三维可视化技术的实现,通过表面模型和GTP模型构建地层模型,将虚拟钻孔加入到三维模型的构建中,有效地处理了地质尖灭现象。结果证明：最终完成一套工程地质三维可视化中间件,提供缩放、旋转、平移、切割、剖面提取、钻孔提取及土方量计算等功能接口,可以较方便地进行二次开发。     

基于OpenGL的管线三维模型的可视化研究

空间实体三维建模的关键是模型特征点空间坐标的计算。本文以管线为建模对象,对管线三维模型构建的元素进行分析,建立管线的三维数据模型,并给出了基本模型构建元素的数据结构的定义。根据给出的数据模型和数据结构对管线直线部分和管线衔接处的三维建模的方法和步骤进行探讨。以VC++为程序设计语言,利用OpenGL的函数库为图形的显示工具,开发出管线三维建模的实验系统。     

基于VTK和QT的层状地质体三维建模及可视化研究

地质体三维可视化是科学计算可视化研究领域的重要分支。如何把地下无法透视的构造信息,进行三维可视化,一直是地学领域的热点和难点之一。基于此,针对层状地质体的结构特征和三维建模方法进行了研究,在此基础上运用开源可视化工具包(VTK)和应用程序开发框架QT,完成对层状地质体的三维建模及可视化。最后结合兴城深部探测野外示范与实验基地的实际地震勘探数据,实现了对该区域的地质模型构建及立体展示。实践表明,使用VTK和QT作为层状地质体三维可视化的开发工具是可行的,完成了该区域6个地层地质体三维建模以及结合地震数据的综合三维可视化。     

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.     

基于Geodatabase的城市综合地下管线信息系统的设计与实现

利用GIS技术管理地下管线是提高城市建设效率的重要手段.本文以厦门市综合地下管线信息系统的建设为背景,研究管线数据与地形图数据的统一数据建库、以及信息资源的共享应用.为此,利用ArcGIS引入的Geodatabase数据模型,探讨数据的组织形式,根据不同的应用需求提出系统的框架结构,采用B/S和C/S架构相结合方式进行系统总体设计和功能实现,解决了地下管线信息管理、应用和法规保证的动态更新等问题,为城市地下管线的系统建设提供了借鉴方案和基本思路.     

可视化类库VTK在三维建模中的应用

采用VC＋＋6．0作为开发平台,引入三维可视化类库VTK,实现了散乱数据和体数据的建模．通过数据压缩、平面分割来减少数据量,分别采用不同的建模方法,如Delaunay三角化建模、轮廓线建模、MarchingCubes建模,实现了三维数据的建模．     

基于VTK的鼻咽部组织三维重建的应用研究

放射治疗是鼻咽癌治疗的主要手段.为了提高放射治疗的成功率,本文采用可视化工具包(VTK)分别实现了鼻咽部组织的表面重建和体重建.表面重建用移动立方体法和轮廓拼接法实现,体重建则用光线投射法实现.利用一种改进的高斯拉普拉斯核进行平滑和锐化处理,并通过调整光照参数和透明度值使重建效果达到最佳.在此基础上,比较了两种重建方法的优缺点.实验结果表明,利用VTK可实现复杂组织结构的多彩色三维重建和三维图像的优化处理.     

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"。     

寿光市地下管线信息管理系统的设计与实现

本文详细介绍了山东省寿光市地下管线信息管理系统的设计原则、设计目标、系统框架和系统功能等,并给出了系统的实现界面。     

基于开源GIS的多光谱影像三维可视化系统设计与实现

为了实现多光谱影像高效管理与三维可视化功能,提出了基于开源地理信息系统GIS)的多光谱影像三维可视化系统设计及实现方法,利用PostgreSQL和PostGIS构建空间数据库,通过GeoServer发布网络地图服务规范(WMS)与网络要素服务规范(WFS)等服务,以World Wind为可视化平台实现影像与矢量信息的三维显示。通过TM影像三维可视化实验结果表明,该方法具有显示效率高、可视效果好、可扩展性强等优点,满足多光谱影像空间数据的管理与三维可视化业务应用的需求。     

基于VTK装载加固三维辅助设计系统的实现

基于装载加固方案设计的现状和CAD技术的发展趋势,提出了一种基于VTK的装载加固三维辅助设计系统的实现方法.VTK采用面向对象的设计方法和pipeline机制,将一些常用的算法封装起来,以类的形式支持.重点介绍了利用VTK提供的基础类实现旋转体和拉伸体的方法.     

地下矿复合场的一体化构模及三维可视化

从矿山工程数字化及可视化的角度,将地下矿山看作是一包含多种几何量、属性量、参数量和状态量的动态量场,称之为地下矿复合场.通过分析各类空间场量的几何特性、分布特性、矢量特性和时空顺序特性,给出了各类空间场量及其相互关系的表征方法,进而提出了基于体素的一体化数字模型.经空间场量体素化、定量化、场量化及一体化处理,形成了地下矿复合场的一体化模型构建技术.以国内某典型矿山的实际数据为例,实现了地表地形、断层和井巷工程等几何特性、矿石品位的空间分布特性、井下通风系统的矢量特性的三维可视化仿真及火灾蔓延的动态仿真,进而验证了地下矿复合场一体化模型的可行性与有效性.     

基于VTK的地下矿开采沉陷预计研究与实现

为对地表沉陷进行方便准确的预计,以大型可视化工具包VTK为开发平台,对VTK过滤器进行扩展,将开采沉陷预计算法写入VTK过滤器,实现地下矿开采沉陷预计及三维可视化.首先设计vtk Conforming Delaunay2D类,实现相容Delaunay三角化,得到高质量的地表模型;再根据沉陷预计模型,设计开采沉陷预计过滤器vtk Subsidence Filter,实现沉陷计算;然后基于VTK实现属性提取和后处理,进而实现沉陷地表的动态更新;最后建立VTK流水管线,将结果三维可视化.该方法突破了以往VTK主要用于三维可视化的局限,通过扩展VTK过滤器,拓宽了其专业应用.研究成果可用于地下煤矿与金属矿开采沉陷预计、开采沉陷的土地资源管理与复垦以及自然崩落法放矿的矿岩接触面模拟.     

基于VTK实现二维医学图像的三维可视化系统

给出了实现医学图像三维重构的可视化方法,研究了实现二维医学图像的三维可视化系统的整体流程和管理模块.     

基于Cesium 的地下三维管网3D Tiles 模型构建与可视化

Cesium作为目前日益流行的开源三维地图引擎,在各领域都有着广泛的应用前景.但目前原生Cesium不具备渲染地下管网模型可视化的条件.基于Cesium提出了一种利用shapefile二维地下管网数据自动构建三维地下管网3D Tiles模型的建模方法并完成了模型的可视化展示.具体步骤是首先将二维shapefile数据分级处理构建四叉树结构关系,通过迭代遍历各级的单块二维数据,将点、线要素分别进行逐瓦片的模型变换矩阵计算和模型构建,将点要素封装为i3dm模型,线要素封装为b3dm模型,得到3D Tiles地下管网模型;然后基于Cesium二次开发实现数据模型对接、地表透明化、裙摆关闭、摄像机地下视角等功能,完成模型的可视化展示.本方法使用辽宁省盖州市北海新区管网shapefile实例数据进行测试.结果 表明,二维地下管网shapefile数据能够快速生成3D Tiles模型,实现良好的地下三维模型可视化展示,为后续Cesium地下空间相关研究工作提供技术支持和方法参考,有助于完善B/S架构的地下空间三维可视化管理系统,支持数字孪生城市建设.     

地下管线雷达探测图像处理及解释系统

针对非开挖施工的特点及需要，开发了地下管线雷达探测图像处理解释软件系统；通过对若干关键问题的研究，实现了不同类型雷达数据的共享数据处理、基于人工神经网络技术的探地雷达剖面的智能解释、解释成果的三维可视化等功能，并可根据解释获得的地下管线分布数据，系统自动设计非开挖钻进轨迹；现场验证及试用结果表明，该软件系统对地下管线的判别具有较高可信度，可为非开挖施工提供准确的资料及指导非开挖施工．     

地下连续墙深基坑开挖与纵向地下管线保护

首次采用空间８节点非协调等参元方法，研究地下连续墙深基坑开挖过程中土体沉降沿基坑纵向的分布规律，并与上海地铁一号线徐家汇地铁车站的实测结果比较。引进了沉降传递系数的概念。据此可根据地表沉降值估算地下管线变形值，以保护沿基坑纵向的地下管线安全，所得结论可供工程技术人员参考。     

一种分布式综合地下管线数据库的设计与实现

随着地下管线信息应用水平的提高,管线数据分别归属不同管理部门的状况,越来越难以确保综合管线数据的完整性、准确性和现势性.从城市地下管线信息系统的建设实践出发,结合分布式数据库的特点,提出一种综合地下管线分布式数据库的设计构想.探讨分布式数据库的架构设计、地下管线数据结构设计和元数据设计等技术难点,有效解决了管线数据分散存储与访问难题,并进行具体实现.结果表明,该方案应用效果良好,为城市综合地下管线的分布式管理与深入应用提供一种新思路.