MAPSUV数字测图成果3D模拟系统的设计

数字测图系统在城市地理信息系统建设中有着广泛的应用.根据MAPSUV生成的SUV文件数据, 基于二维电子地图的平面位置, 通过虚拟现实技术, 直接将测量得到的地物空间、属性信息直观清晰地显示成三维虚拟地图, 从而实现测图成果的表现方式由二维到三维的转变.对数字测图成果三维模拟系统的设计原则整体结构、数据组织、系统功能做了详细的探讨.介绍了系统数据源、数据处理、模型库和纹理库建立以及三维可视化成果图的显示和输出.该系统集成了GIS、VRML、测绘等理论和技术, 具有数据建模, 场景漫游、属性查询等功能, 再现了二维数字地图的三维景观.测图成果3D模拟系统建模周期短, 工作量小, 可应用于城市规划、测绘、交通等许多领域.      

基于IDL的地形三维可视化实现

作为一种第四代的编程语言,IDL具有对海量数据进行获取、分析、可视化以及对多种图像进行处理和交互式操作的功能。在分析IDL的基础上,应用组件编程技术实现了对遥感图像和DEM数据进行地形三维合成及动态模拟的可视化系统设计,经对环境的三维再现和模拟,对生态环境的演变研究可以起到指导作用,而且它具有较好的系统维护和重复使用功能、易于扩展以及面向对象的特点。用该系统建立了吉林西部虚拟自然环境,对三维地形进行空间分析,及吉林西部生态环境数据库的空间和属性数据的查询。     

三维地理信息技术在地质调查中的应用

三维地理信息技术是目前GIS科学发展的新趋势之一.它以三维虚拟可视化技术给用户展现地理空间现象,不仅能表达空间对象间的平面关系,而且能描述和表达他们之间的立体关系.3D GIS平台仿真展示地形(地貌)、地质体的三维场景,地质三维可视化应用,能便于地学工作者深入分析地质体的空间展布规律,尤其是通过视点的变化,拓宽观察地质体空间展布的视野.     

基于S-57标准的电子海图三维可视化

S-57是HIO“数字海道”测量数据传输的标准,已成为全球海道部门进行信息化管理的重要手段.随着三维建模及可视化技术广泛应用于海道信息化建设,如何利用S-57海道数据实现三维可视化是“数字海道”有待解决的问题.基于S-57标准建立海道数据三维可视化模型,利用空间插值技术,优化数字海道的三维地形数据,同时建立三维对象的实时数据交换接口,真实反映海域内船舶的航行状况及电子海图对象的空间信息,为船舶监控、海上营救和海事管理提供重要的参考依据.      

大规模真实感三维地形技术综述

计算机虚拟仿真领域的地形构建及显示方法的研究动态,描述三维地形建模、基于视点相关的细分简化、基于块的格网简化、模型的纹理映射和显示控制、误差度量中,分析和总结几个主要方法的特点及使用场合．     

基于虚拟现实技术的川藏铁路地质灾害易发区减灾选线优化:以洛隆车站为例

铁路沿线频发的滑坡泥石流灾害,对山区铁路建设与安全运营造成重大影响。在山区铁路选线过程中,如何科学规划铁路线位和工程方案,真正把铁路地质灾害问题解决在成灾之前,实现科学防灾减灾,已成为国内外学者关注的焦点问题。提出一种基于虚拟现实技术(VR)的铁路地质灾害易发区减灾选线场景仿真系统,利用CAD、Sketch Up等软件制作三维地形环境模型,进行铁路沿线滑坡泥石流灾变演化仿真分析;基于Unity3D平台,应用3Ds Max、Photoshop等软件完成研究区的虚拟铁路场景模型搭建,通过网页版的UI交互设计,实现虚拟铁路场景的三维可视化体验;以新建川藏铁路洛隆车站为例,采用该方法建立了多种线路方案优化。结果表明:所建立的虚拟现实场景系统具有很好的可视性和较为流畅的交互性,可充分展示研究区铁路建设及运营安全的可行性。     

数字三维地形技术

数字摄影测量学与现代信息科学的结合产生了数字三维地形技术，使人们能够借助计算机技术在三度空间完成对地形形态数字化的真实描述。获取数字三维地形成果主要涉及数据源、采集模式和生产流程3个方面。可视化与虚拟现实技术数字三维地形成果具有真实的效果和强烈的临场感。查询、分析、仿真等功能的实现使数字三维地形技术有广泛的应用价值。     

数字地图的三维可视化研究及其若干应用

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与数字制图领域的一个新的研究课题.数字地图及其建库技术的研究为其三维可视化研究提供了有力的技术支持和充足的数据来源.主要研究基于等高线与离散高程点的地形模型(DEM) 的建立、兼顾地形(即基于DEM) 的街区与街道、居民地模型的建立, 以及植被、道路、水系等各主要要素的三维模型的建立及其显示, 对三维点状地图符号库的建立、模型的动态显示及航空影像的叠加显示等进行了研究.最后对三维可视化技术在基于数字地图的地貌晕渲、模拟飞行、虚拟城市等方面的应用作了探讨.      

起伏地形下可控源音频大地电磁三维数值模拟

起伏地形对可控源音频大地电磁(CSAMT)响应具有强烈的影响,因此在CSAMT数据处理解释时需要考虑地形。同时,实际的地下地质情况和地表的地形情况通常比较复杂,地质结构和地形大部分情况下都是三维的。在水平地表三维有限差分CSAMT数值模拟算法的基础上,推导了利用地下交错网格采样点处的总磁场计算起伏地形下空气-地下介质分界面处的总电场和总磁场的表达式,从而实现了起伏地形下三维CSAMT数值模拟算法。在算法实现过程中,采用伪δ函数代替麦克斯韦方程中的场源项和直接计算总场的策略,避免了原有的将总场分离成背景场和二次场的策略在复杂地质条件下难以选择合适背景电阻率的问题。为了直接模拟总场,起伏地形下三维CSAMT数值模拟算法给出了新的三维正演方程的边界条件。将模拟水平地表三维异常体和三维山峰地形两个理论模型得到的响应结果与前人算法的计算结果进行对比,验证了所实现算法的正确性和有效性。     

Research of Terrain 3D Visulization Method Based on IDL and Arcengine

Study on 3D terrain visualization is a hot research topic in GIS, virtual reality, computer graphics, digital photogrammetry and other fields, is also an important part of the digital earth strategy. Try to take advantage of IDL data processing and graphic display function and ArcEngine spatial analysis function, in the Visual c# under the environment of hybrid programming mechanism, use of component design and development of integrated development technologies analysis of terrain visualization application operating environment, realized the 3D digital terrain expression and spatial analysis function. The results show that the IDL and ArcEngine integrated development method applied to the 3D terrain visualization analysis software platform developed operability and extension force with strong, both in terms of space efficiency and image data analysis , development costs advantages.     

虚拟现实技术在矿物数字博物馆中的应用

详细介绍基于照片的虚拟现实技术在矿物数字博物馆中的实现方法和应用,并对VRML与基于照片的虚拟现实技术进行分析研究,进而对两种实现方法的发展方向和应用前景提出见解。     

基于GPU的地形可视化加速算法研究

地形可视化是利用数字高程模型DEM,采用计算机图形学和图像处理技术进行三维地形模拟显示。该技术在深部矿产预测、矿产资源评价、虚拟现实、娱乐游戏、飞行模拟等诸多领域有着广泛的应用。随着数据量的增大,三维地形可视化的实时、流畅视觉效果受到当前的计算机硬件技术水平限制。针对这一问题,本文运用ROAM算法进行地形建模,利用GPU高速并行运算性能加速地形可视化建模速度,加速模型显示效果。实验对比表明:当计算量比较小时,加速效果不显著;随着计算量的增大,计算效果越来越明显;当计算量达到一定值时,加速效果达到一个稳定的加速趋势。研究结果为地形可视化及矿产资源评价等类似工作提供了原创性可视化技术支撑。     

A virtual globe-based integration and visualization framework for aboveground and underground 3D spatial objects

The construction of a large-scale integrated information system has been a hot issue in the field of geoinformatics. It aims to integrate aboveground and underground spatial information and objects in a unified visual environment. Virtual globe, as the most commonly used technology in the construction of Digital Earth, can provide a platform and framework for the integration and visualization of worldwide spatial objects and models. However, the existing works mainly focused on terrains and aboveground spatial entities, and there is still little research on the integration and visualization of large-scale underground geological models and entities in a virtual globe. In this work, the data organizations of aboveground and underground 3D spatial objects were analyzed in detail according to the technical characteristics of the virtual globe. Improved strategies were proposed to achieve the integrated visualization of aboveground and underground 3D spatial objects in a virtual globe-based spherical coordinate. In this process, the terrain surface based on Triangulated Irregular Network (TIN) was used as an intermediate layer to unify the spatial coordinate system. An improved scene cutting approach was used to overcome the challenge that underground geological structures cannot be integrated and visualized with aboveground spatial entities, terrains and landforms. Finally, we developed a virtual globe-based prototype system using OpenSceneGraph (OSG) and osgEarth as the 3D visualization engine. The aboveground and underground spatial models of Fuzhou, a coastal city of eastern China, were applied in this system to verify the validity of the strategies proposed in this paper. In addition, the efficiency of this system in terms of scheduling and visualizing was tested by using the massive models of Fuzhou.     

三维地面模型的可视化研究

对于地形模型的构造有多种方法，如；规则格网法（GRID）、不规则三角网（TIN）和混合法（GRID－TIN）等。GRID模型具有较小的存储量和简单的数据结构，便于存储和管理。在对这些已有的三维地面模型进行分析的基础上，着重以DEM矩形格网法为例探讨了地面模型的构造，并在此基础上实现了三维地面模型的动态显示和交互操作等功能，最后给出了具体实例。     

面向地震灾害场景建模的三维地形交互改造技术

在虚拟地震灾害场景基础上,提出一种细节可控的三维地形实时改造算法,用于模拟因地震造成灾区地表形态的变化情况。该方法将地形改造的主要任务交由GPU（图形处理器）的pixel shader（像素着色器）完成,在pixel shader中将原始地形高度图的高程数据读取出来,通过设计算法对数据进行改造后输出至一张新的高度图,并用新的高度图替换原始高度图重新绘制一遍场景,以完成地形的实时改造;使用“乒乓”算法和批处理方式对地形改造效率进一步优化;引入Perlin（柏林）噪声增加了地形改造结果的随机扰动性,使改造结果更加逼真和接近实际情况。实验结果表明：该方法能够在地震灾害场景仿真平台中得到很好的应用,运算效率高,能够满足地形实时改造和交互编辑的实际需求。