基于线性参照系统的虚拟高速铁路场景建模方法

虚拟高速铁路场景能够直观地表达线路实体及其周围的地形地貌,为高速铁路相关的管理决策和科学实验提供支持。针对高速铁路空间数据的线性分布特征和地物对象结构固定的特性,本文提出了基于线性参照系统的虚拟高速铁路场景建模方法。将高速铁路对象抽象和简化为可重复利用的模型,并使用线性参照工具进行模型的空间定位,以实现虚拟高速铁路场景的构建。本文首先探讨了高速铁路线路和线性参照系统的特点;然后,详细给出了构建虚拟高速铁路场景的流程、模型属性表和事件表的设计,以及几何约束方法;最后,选择案例区域开展试验。结果表明,该建模方法将建模对象以事件表的形式进行空间定位,减少了计算复杂性,并将属性数据与虚拟场景对象进行联接,可用于高速铁路的可视化管理和科学分析。     

基于FLASH的湛江虚拟旅游全景漫游与导航系统

探讨了基于FLASH的湛江虚拟旅游网上导航与全景漫游系统的构建以及各项关键技术,设计并实现了基于PV3D的全景浏览器,提出了基于Flash的旅游交通导航机制,对经典的A*算法作了改进,能够在网页上快速地计算出任意两个景点之间的最短路径,从而为自架车游客提供了最短路径导航服务;开发了管理维护性后台,对全景漫游、自驾车导航和公交车导航模块提供有效的增加、修改,删除信息。实际应用表明,该系统具有很好的跨平台、免插件、高效、扩展性和维护性。     

基于空间关系约束的虚拟高速铁路场景建模研究

在虚拟地理空间中开展复杂科学实验和管理分析,是目前及未来发展的一个重要趋势。本文对高速铁路场景中的线路、地物和地形对象的关系进行了详细分析,提出了基于空间关系描述的虚拟高速铁路场景建模方法。通过XML标记语言对线路、地物和地形的空间关系进行统一描述,引导和规范场景建模过程中的模型点位计算和地形处理过程。详细讨论了虚拟高速铁路的场景建模流程、场景对象空间关系定义、模型点位计算方法以及地形处理方法,并选择案例区域进行试验。试验结果表明该方法能够有效地理清虚拟场景中各种对象间的关系,从而可以快速建设符合现实标准的、具有高度仿真感觉的虚拟高速铁路场景。     

基于MongoDB数据库的多时态地形数据存储管理优化方法

针对传统多时态地形数据采用磁盘存储,导致高频存取的现势性数据读取效率低的问题,提出了MongoDB数据库支持下内外存结合的多时态海量地形数据存储管理的优化方法。该方法根据用户对现势性地形数据的高频访问需求,设计MongoDB支持的时态数据分片和索引的优化策略,通过将最新地形数据常驻于内存中,将历史数据存储于磁盘中,保证了最新的地形数据在内存中快速命中并传输给用户,可提高调度效率和绘制的流畅性。     

基于GIS技术的列车运行仿真系统研究

列车运行仿真已成为轨道交通领域研究的热点之一,但国内大量的仿真运行研究侧重于提高目视效果和仿真效率,在仿真系统(尤其是以真实地形、卫星影像等空间数据为场景的仿真系统)数据管理能力上缺乏深入研究和探索。本文将GIS技术应用到列车运行仿真系统的构建中,尝试借助GIS强大的数据组织与管理功能提高运行仿真系统数据管理能力。同时,通过数据分块、外存和层次细节(LOD)模型策略等性能优化策略提高仿真系统中海量场景数据的调度和显示效率。本文基于ArcGIS engine和ArcGISGlobe实现了列车运行仿真试验系统的开发和运行,结果表明,上述思路应用于列车运行仿真系统中可兼顾数据管理能力和高速仿真效率。     

基于数字信号处理器的Linux网络远程实时监控系统的实现

针对现有市场上传统视频监控系统的不足,以及大部分数字信号处理器在控制和内存管理方面的局限性,设计了一个面向网络设备的嵌入式监控模型。该模型能最大限度的发挥数字信号处理器的性能,在单片数字信号处理器下,实现网络远程实时监控。首先对该监控系统的设计方案进行阐述;接着针对该系统模型的重点部分,数字信号处理器下的μCLinux操作系统移植,视频压缩模块和实时传输模块实现及优化进行了具体设计;最后对该模型的整体性能进行测试,证明该模型能满足网络远程实时监控系统的需要。     

汀溪水库三维防洪调度管理信息系统研发

水库防洪调度是一个非常复杂的过程。水库防洪调度的信息化主要是借助测量、遥测、遥感(RS)、地理信息系统(G IS)、全球定位系统(GPS)等手段采集基础数据,构建数字化水库防洪数据管理平台和水库虚拟三维环境。在该平台和环境中,以系统软件和数学模型对水库流域的水雨情及洪水的调度方案进行模拟、分析和研究,提供决策支持,从而增强防洪调度决策的科学性和预见性。实践表明,通过RS、GIS技术建立的水库三维防洪调度系统能够为水库管理者提供水库防洪调度方案制定与分析、防洪调度决策等方面的强有力的、科学的辅助支持。本文结合厦门"汀溪水库三维防洪调度系统"的实际研发,探讨了RS和GIS技术在水库防洪调度中的应用。     

基于无差别虚拟机的负载均衡调度算法研究

针对现有云计算调度中心的资源调度问题,结合具体的场景提出了一种基于无差别虚拟机的负载均衡调度算法,该算法比较好地兼顾了响应用户请求时间和服务器的负载均衡两个方面。同时对目前常用的几种调度算法进行了分析,然后在CloudSim仿真平台上进行模拟实验,结果表明该算法能够提高用户请求响应效率和负载均衡性能。     

爆炸装置搜索视景仿真训练系统的设计与实现

为解决搜爆人员在爆炸装置搜索训练过程中,真实训练环境搭建繁琐、人力与物资成本投入大等问题,在分析搜索爆炸装置训练过程的基础上,设计了一套爆炸装置搜索训练视景仿真系统。该系统通过搜爆场景逐级细化的方法构建虚拟场景,且以具有感应能力的三维模型模拟摩尔探测仪与非线性节点探测仪等搜爆工具。基于Open Scene Graph(OSG)图形开发库,以VC++为开发环境实现了爆炸装置搜索训练视景仿真。实践证明:该系统仿真度高,达到了爆炸装置搜索仿真训练的效果,并且运行流畅,沉浸感强。     

基于ACE的海量三维空间数据通信研究

三维可视化已成GIS发展的潮流,这必然会导致空间数据量的激增,通过集群系统和并行数据库系统可以很方便地解决海量数据的存储管理问题。但是,在海量环境下,一般数据库管理系统提供的查询接口,仍然难以满足实时三维场景可视化的速度需求。因此研究C/S模式下海量三维空间数据的高效调度成为三维GIS发展亟须突破的难点。在数据库服务器端和客户端之间加上应用服务器端,提供数据缓存、预调度等功能,减少服务器端磁盘I/O所带来的时间消耗,可以明显加速数据调度。本文系统分析了这种客户端/应用服务器端/数据服务器端模式下三维空间数据通信的难点和主要设计挑战,并针对三维GIS的数据访问特征,设计了一套能满足三维GIS实时调度的通信应用层协议。以ACE中前摄器框架为基础,结合线程池技术提出分层策略,搭建了海量三维空间数据的通信架构,它是一种面向对象的构架,可以方便地进行功能的定制和扩展。     

基于全景真三维技术的新型智慧城市时空信息基础设施探索

我国新型智慧城市的建设对城市时空信息基础设施提出了更高的要求,迫切需要加强包括大数据、云计算等新技术的深入应用。本文重点探讨基于多传感器技术(包括机载激光扫描技术、多角度倾斜摄影技术在内的航空摄影)和高度自动化后处理新技术的全景真三维技术特点及优势,并以北京城市副中心为例,探索基于全景真三维技术的智慧城市时空信息基础设施建设及其应用。实践表明,全景真三维技术能够快速提供真实统一、高精度、多层次的城市模型数据,为城市规划、建设、治理和运营提供了事半功倍的信息化手段,是一种构建新型智慧城市时空信息基础设施的新思路。     

球形全景影像核线方程推导及其应用

核线约束是影像在数字摄影测量中的一项核心技术,可限制同名像点的搜索范围,显著提高计算效率和可靠性。目前,核线约束在传统中心投影影像与卫星扫描影像上取得了广泛的应用,而全景影像具有不同的几何模型,核线模型的推导与应用存在很大的难度。以往实现全景三维重建方法大多通过不同方位影像,应用大量的控制点,结合光束法平差以实现构筑物三维重构,缺乏球形全景核线数学方程的推导及应用。鉴此,本文通过对球形全景影像的投影几何研究,基于共面方程建立该类影像的核线几何模型,推导出数学方程及其特性,为核线在球形全景影像中的应用提供了理论基础,实验表明该球形全景核线方程的正确性与可行性。     

Integration and application of panorama field geological images and Google maps

Panorama field geological image is an important form of displaying field geology information with high resolution.Taking an example for Xingcheng,the authors studied the use of panorama field geological images based on the Flex for rich client display technology,application of Google maps API for Flash,and discussed construction method for field geological panoramic information system which created the rich client Internet application program.The results indicate that using Google maps API to mark position and route of panoramic image collection point can be fully integrated field geological information and map information.It can provide visual field geological information for users.This program is characterized by quick execution speed,strong interaction and rich function,which promotes the users’experience effectively.     

一种球形立体全景的三维量测算法与实验

全景可为观察者提供某一地点360度方位的景观浏览,已广泛用于街景建模、数字校园等。但这类全景影像目前还缺乏对场景中目标的量测分析,不具备可量测性。而已有的三维全景重构方法采用了常规的多方位影像序列,影像之间定位计算复杂,需大量控制点,并结合光束法平差解算,虽然结果较好,但因其复杂不适于一般性景观浏览中量测应用。事实上,全景本身即是一种建模表达方式,可提供全方位景观浏览,其获取数据便捷,表达方式简捷,如果具备可量测性,则可为3D GIS提供一种较好的景观表达方法,作为对现有三维对象建模方式的补充。本文提出一种简便的立体全景的三维量测方法,通过构建球形全景投影下的相对定向、绝对定向及量测等算法解决景观浏览中的量测性问题。实验以实地采集的全景影像数据为背景,阐明球形全景三维模型构建的方法与计算过程,并对所提出的算法进行了有效的验证。     

数字钻孔全景影像中结构面特征智能识别方法

数字钻孔全景影像是识别深部岩体结构面的主要方法,传统解译方法主要依靠手动操作完成,其结果存在较强的人为性、主观性和较大误差。针对数字钻孔全景影像技术,提出了一种考虑结构面图像灰度分布特点的智能识别新方法。通过钻孔图像的灰度化、降噪预处理后利用结构面定位信号特征值D定位结构面,获取其所在区域图像;再进行边缘检测、阈值分割及形态学等处理,通过拟合边缘曲线并结合数学表征方法实现了结构面特征(产状、隙宽等几何参数)的智能化识别。通过对地下水封洞库工程深部岩体数字钻孔影像的实例分析,运用本智能识别方法获得结构面特征信息相对于传统人工识别方法,其结果的准确性和客观性更强、批量识别效率更高。这对这数字钻孔影像的智能、快速识别具有一定的参考价值。      

基于Web服务的地理超媒体系统设计开发与应用

随着近年地理超媒体概念、框架、系统与应用的研究进展,本文讨论了基于Web服务的地理多媒体数据模型和描述方式,网络环境地理超媒体系统的设计与实现方案;并以大学校园和市域公路地图为例,开发了地理超媒体系统原型系统。地理超媒体系统设计与开发的关键在于:采用XML文档和地图图层描述照片、音频、视频、全景照片等类型的地理多媒体;将地理多媒体与地图整合在HTML/XHTML网页中,并使用浏览器脚本语言或服务器脚本语言进行操作控制;设计各种地理多媒体的播放工具;并采用JavaScript、Asp.NET、Java等主流网络技术开发地理超媒体系统。系统开发表明:基于服务的地理多媒体数据模型和系统框架适合网络环境地理超媒体系统开发,在专业与大众化应用中具有市场潜力。     

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基于三维激光扫描和全景摄影技术的数字校园景观建设

以北京市首都师范大学附属中学为例,阐述数字校园景观建设方案。利用校园及周边范围内的多期卫星影像,提取不同时期的景观风貌和变化情况;基于三维激光扫描技术和全景摄影技术分别制作更加真实、精确的三维模型和全景漫游场景,为数字校园信息化建设管理提供重要支撑。     

基于车载点云数据的实景可量测技术研究

车载激光扫描系统集成激光雷达扫描技术、定位定向技术、全景获取技术于一身,可同时获取空间三维信息以及纹理信息,在数字城市信息化建设中发挥重要作用。该文通过分析车载激光扫描数据成果,将激光点云作为空间量测支撑数据,实现三维实景可量测功能,在文中详细的阐述可量测原理以及实现实景量测的关键技术,并基于Direct X开发出可量测实景应用实例,为可量测实景服务奠定基础。