三维海量点云数据的组织与索引方法

三维点云是三维GIS重要的数据来源,也是三维GIS对地学空间对象、现象进行表达、描述以及建模的重要手段。点云数据的高效组织是对其进行各种分析处理的基础,为此本文在对三维坐标点按照一定的规则进行排序的基础上,采用规则空间八叉树与平衡二叉树相结合的嵌套复合结构进行组织,大大加速了三维点数据基于坐标的查询检索,为海量点云数据的进一步分析操作奠定了基础。最后,文中对该复合组织结构进行了内外存相统一的设计与实现,并验证了该方法的正确性及有效性。     

贺刊词

随着计算机技术和通信技术的发展 ,信息时代正阔步向我们走来。 2 0世纪 ,地球科学进步的一个突出标志就是人类开始脱离地球可以从太空对地球进行观测 ,并将得到的数据和信息在计算机网络中以地理信息系统 (ＧＩＳ)的形式存储、管理、分发、流通和应用。今天 ,ＧＩＳ经历了 3 0     

一个基于知识的图象处理与GIS集成模型

扩展了传统的ＧＩＳ和图象处理模型,提出了一个基于知识的、具有初步智能交互的图象处理和ＧＩＳ集成模型;通过翻译器的自然语言处理,可将用户的任务要求转变成ＧＩＳ宏文件,自动进行ＧＩＳ空间分析;通过将用户提出的目标特征与知识库中的框架模型匹配,可实时地把图象处理方法与当前任务联系起来,使得处理结果更具有灵活性;在处理过程中图象处理和ＧＩＳ可相互作用,提高结果的可靠性。     

地理信息系统(GIS)在矿产资源评价中的应用

矿产资源评价是目前地质矿产勘查的重要任务，而地理信息系统（ＧＩＳ） 技术作为对多源地学信息进行集成管理、综合分析的有力工具， 越来越受到人们的重视， 并广泛地应用于矿产资源评价中。辽宁省ＧＩＳ矿产资源评价工作着重于建立基础数据库。目前，已建成物探、化探、地层、岩石地球化学、大中型矿产地等数据库。     

八叉树与三维R*树集成的激光点云数据存储结构

针对海量激光点云数据组织与管理困难等问题,结合八叉树在三维空间上的快速收敛能力以及三维R^*树对不规则分布的多维点数据性能稳定的优势,提出了一种八叉树与三维R^*树集成的空间混合索引结构—3DOR^*树。首先,通过对激光点云数据进行八叉树划分;然后,对八叉树叶子节点构建三维R^*树,进而实现3DOR^*树索引结构的构建;最后,对激光点云数据进行特征分析,构建基于3DOR^*树的激光点云数据存储结构,实现基于3DOR^*树的激光点云存储与管理。本文以江西理工大学图书馆激光点云数据为例,进行实验对比分析,证明了基于3DOR^*树的激光点云数据存储结构比三维R^*树、八叉树与三维R树混合树等其他树形结构,具有高效的空间存储与查询等优势,可应用于海量激光点云数据存储、管理与分析应用。     

城市三维地质数据管理与服务系统框架研究

城市地质数据的数字化管理与服务是“数字城市“工程的重要内容,3D GIS将在未来的城市数字化建设中扮演核心角色.介绍了3D GIS的发展现状及应用前景,详细讨论了基于3D GIS构建的城市地质数据管理与服务系统的设计思路和结构功能.三维数据结构的研究是3D GIS的核心问题并成为当前制约3D GIS深入发展与应用的瓶颈,由于缺乏对三维地质数据进行有效管理与可视化表达的三维数据模型,当前GIS的三维地质建模能力与三维空间分析能力都极为薄弱.在分析城市三维地质数据多种建模方法的基础上,采用一种基于TIN和TEN的混合数据结构来构建城市地质数据建模系统.针对城市三维地质数据的特点,探讨了城市三维地质海量数据的采集与管理、城市三维地质数据信息的Web发布等重要问题,力求为系统功能的最终实现提供完整的解决方案.     

基于GeoSOT-3D的空间对象快速可视化与实验分析

地球空间信息剖分组织,在全球海量、多源、多分辨率数据组织与管理方面表现出了极大的优越性。但全球尺度的空间数据往往数据量大、内容丰富,进行对象表达时需处理的数据量,远远超出计算机硬件的处理能力。鉴此,本文在GeoSOT-3D地球空间剖分框架下,借鉴已有三维快速可视化技术,并顾及GeoSOT-3D自身的全球多尺度划分、无缝无叠、二进制一维整形编码等特性,将现有三维快速可视化方法与GeoSOT-3D剖分框架特性相结合,提出了八叉树索引的空间对象裁剪和消隐策略,实现了GeoSOT-3D框架下空间对象的快速剖分表达。同时,以空间电磁场的表达为例,开发了试验系统,并对结果进行了分析,解决了GeoSOT-3D空间对象表达效率低下的问题。     

GIS中空间数据属性不确定性研究

空间数据是ＧＩＳ的主要研究和表示的对象,其质量的好坏及其在ＧＩＳ中的正确表示是ＧＩＳ工程建设中最重要和最基本的问题。文中运用模糊分析学的理论和方法,在系统地分析了ＧＩＳ空间数据属性不确定性的基础上,提出了模糊关系数据模型,并探讨了其相应的基本操作和运算的原理和方法,对ＧＩＳ的研究和应用具有一定的实用价值。     

计算机技术应用于山东地矿工作的回顾与展望

回顾了４０ 多年来计算机技术在山东地矿工作中从无到有，从简单的数据处理到各种各样专用软件的开发应用的发展历程。总结了计算机技术在数据库建设、遥感影像的处理、制图以及地理信息系统等方面取得的主要成果。展望了 Ｇ Ｉ Ｓ 技术和网络技术的广泛应用，以及 Ｇ Ｉ Ｓ 技术与 Ｉ Ｔ 技术相结合应用于地矿事业的广阔前景。     

3S技术集成及其在地质领域中的应用

遥感技术（ＲＳ）、全球定位系统（ＧＰＳ）和地理信息系统（ＧＩＳ）的不断发展以及以ＧＩＳ为核心的３Ｓ技术集成,为现代地质学向综合化、系统化、科学化方向发展,提供了强有力的技术支持。３Ｓ技术集成不仅可为地质工作提供及时、可靠的基础信息,而且还可对地质信息进行综合分析、处理,进而对成矿靶区进行科学预测。本文介绍了３Ｓ技术集成及其在地质领域中的应用现状,并就其应用前景作了展望     

面向3维对象的场景生成与GIS数据管理

介绍了3维可视化地理信息系统的技术特点、基于多源数据(特别是4D产品)的3维场景生成、海量数据管理和基于Internet的网络数据发布技术与应用案例等。     

三维智慧管线综合管理系统关键技术研究——以山东省禹城市为例

针对二维地下管网资料图档信息不全、现势性差、精度不高、管理缺位等问题,本文提出了建设三维智慧管线综合管理系统来反映地下管网空间位置关系,构建集管网数据动态更新、三维综合应用和信息共享共建于一体的GIS综合管理系统。以山东省禹城市为例,对三维智慧管线综合管理系统的总体架构、系统数据库及功能设计进行了介绍,重点探讨了系统建设中应用到的基于skyline的二三维一体可视化、基于管线全生命周期的数据动态管理更新、基于物联网的智能传感与实时监控三项关键技术,解决了管线二三维一体可视化、数据动态管理更新以及后期运维管理的相关问题,可为其他城市地下管线管理系统的建设提供参考。     

3维地理信息Web服务集成研究

随着空间信息技术和网络技术的发展,地理信息系统(GIS)也在不断地从2维世界走向3维世界,从GIS应用走向GIS服务。在此基础上,本文提出了3DGIS Web服务,并设计了基于SOA的3DGIS Web服务多层体系结构、3DGIS Web服务的数据源和API框架,论述了3DGIS Web服务和现有的2维GIS Web服务集成需要解决的关键技术问题。     

GeoSOT-3D椭球体剖分真三维数据表达

随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。     

真3维地学构模的若干问题

以科学可视化、3维GIS、3维地学模拟及其在地质采矿与岩土工程中的应用为背景。系统分析了国内外3维地学领域面元构模、体元构模和混合构模方法的优缺点及其适用范围,指出了其存在的基本问题。介绍了广义三棱柱(GTP)的真3维地学构模原理、方法与技术特点,及其基于采样数据、本质开放与内合拓扑关系等性能优势,进而分析了基于GTP的真3维地学构模中亟需研究解决的核心问题和主要内容。指出：海量地学空间数据组织是3DGMS的心脏;在真3维地学模拟系统研发方面需要吸取科学可视化技术与3维GIS的营养,并充分利用VC 和OpenGL的图形函数,实现灵活方便、用户友好和可交互的地学可视化操纵。     

一个可定位视频对象的地理空间表达框架

可定位视频是包含位置信息的视频,它的地理空间表达是集成视频与GIS的关键问题。针对视频添加位置标签空间语义单一的不足,设计了一个可定位视频的地理空间表达框架。该框架包括视频帧与视频片段2个层次,在扩展OGC空间数据库几何要素标准基础上,分别定义了3类共7种对象描述可定位视频的空间信息。（1）视频位置（点）,描述视频帧及视频片段拍摄位置及相机姿态;（2）视频轨迹（线）,描述视频片段拍摄轨迹;（3）视频平面视域（面）与立体视域（体）,分别描述视频帧及视频片段拍摄场景二维与三维空间范围。该框架包含了主要空间对象类型,空间表达范围较为完备,同时支持视频帧、视频片段等不同层次数据,在不改变现有数据结构基础上,实现视频数据与GIS松散耦合与有机集成。本文讨论了视频对象空间数据获取方法,定义了逻辑模型,并以可视化与检索为例进行应用分析。结果表明,该框架扩展了现有空间数据标准,易于实现,在地理可视化、视频检索及分析挖掘方面具有应用价值。