面向实体的三维城市模型数据组织方法研究

文章旨在研究一种有效实用的三维城市模型数据组织方法。面向实体的三维模型是城市三维模型表达的一种重要方式,在表达实体几何特征的同时,能够完整地记录实体之间的逻辑关系,包括空间关系、语义关系等,尤其适用于城市复杂密集区域地理关系的表达。文中采用分区、分层的思想,依据城市空间划分指标体系和实体分类规则,设计了城市实体三维模型的构建流程,提出了一种面向实体的城市三维模型数据组织方法,构建了实体三维模型库,实现了模型数据的高效组织和管理。实验表明,该方法对于大规模城市实体模型数据的组织具有一定的实用价值。     

Smart 3D数据的三维模型重建

针对Smart 3D生成的实景三维模型是一个三角网集合,并不能直接应用于数字城市建设、土地利用管理与城市规划的问题,该文提出了Smart 3D数据三维模型重建的方法:研究了基于分割过滤方法,提取高精度数字高程模型;基于参数化建模、纹理重建方法构建了建筑物三维模型。利用敦化市的倾斜影像进行了实验。实验结果表明:三维重建模型精度高、效果好、提高了自动化的程度,实现了城市建筑物模型的单体化。     

利用CityEngine进行三维校园参数化精细建模

在现有二维数据的基础上进行快速的三维精细化建模是当前GIS领域的一个重要研究方向。本文给出了CityEngine参数化规则建模的流程和方法,解释了规则函数的原型及其作用,阐述了建筑物、道路、绿化和水体的三维精细化规则建模的具体步骤,并以山东科技大学校园三维为例,在CityEngine平台上构建了整个校园的三维场景。参数化建模能够通过参数更改模型的细节特征,实现了实时、动态的三维建模,弥补了传统建模方法的不足,对大规模城市快速精细化三维建模具有重要的指导意义。     

一种农田灌溉渠系三维参数化建模方法

针对当前大多数灌溉渠道工程三维建模过程效率低、模型难以复用的问题,该文提出一种基于参数化的渠系三维建模方法。利用三维GIS技术,以渠道三维中心线和横断面参数为基础,辅以周边地形,采用横断面放样法生成单体模型、中心线平移法生成渠道交叉口,基于模型运算将上下级渠道组合在一起,基于地形编辑将渠道模型与周围地形进行无缝集成。实现了复杂断面类型的渠道三维信息模型在真实坐标下的设计与展示,解决了渠道交叉、分支以及与地形分离的问题,取得了较高的土方量计算精度。实例分析表明,应用参数化建模方法能够基于真实的地理数据建立三维场景,提高了建模效率和模型精度。     

面向地理实体的三维模型数据库快速构建技术研究

大规模城市三维建模一直是三维城市建设发展的关键,本文按照基础数据的分类方法,研究地理实体要素中各类模型构建规律,抽象出点、线、面状要素,利用符号匹配、规则构建及三角网构建方式进行批量建模。该方法实现了对地理实体要素三维表达的快速构建,具有较强的实用性。     

三维GIS的城市暴雨积涝灾害模拟

针对传统基于二维GIS进行城市暴雨积涝模拟分析不能立体地展现积涝灾害动态演进过程、地物受灾情况的问题,该文提出了基于三维GIS进行城市暴雨积涝灾害模拟分析。该方法综合应用精细化建模与地物拉伸建模技术,通过区域DEM构建、地表路面建模、建筑物建模、地形匹配构建研究区三维模型;以改进的D8算法进行汇水区划分,应用径流系数法进行汇水区产流计算。研究结果表明,该方法能够有效实现三维场景中暴雨积涝积水深度、积水范围计算以及积水深度、受灾房屋、受灾道路可视化表达,为城市暴雨积涝灾害防灾减灾提供技术支撑。     

一种道路网三维建模方法

针对道路网三维建模中成本高、周期长等问题,该文介绍了一种基于规则的道路网三维建模方法。在规则文件驱动下,该方法充分考虑道路网的结构化特征和地理环境,利用抽象化的道路网实体数据和属性信息,实现批量化道路网建模,并在云平台上发布,进而实现道路网三维景观的浏览、查询和分析。采用上述方法实现了一段包含立体交叉在内的道路网的三维模型的快速搭建。结果表明,该方法的规则复用性强、建模效率高、模型调整速度快,为在三维GIS环境下构建道路网模型提供了高效的技术手段。     

基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法

建筑物是城市的载体和形象表达,是城市的重要组成部分,建筑物三维模型是构建数字城市、虚拟城市和智慧城市的重要基础.针对现有的建筑物三维建模方法成本高、操作繁琐和复杂、劳动强度大的缺陷,提出一种基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法,并借助GIS建模技术实现了城市建筑物三维模型的自动构建.其主要原理和操作步骤为:首先,以...     

CityEngine与ArcGIS结合的辅助道路规划设计

结合CityEngine与ArcGIS构建了一种基于三维道路模型的道路设计方案快速集成和实时模拟的辅助规划设计平台。CityEngine参数化建模软件基于CGA规则语法的建模技术,可以对道路的三维模型进行批量化快速构建,在此基础上借助ArcGIS的空间分析功能,可以开展地形分析、断面分析、土石方计算等辅助规划管理等工作,为道路规划、设计、管理部门提供了一种将可视化的设计成果进行三维展示的技术手段,帮助设计人员提高了工作效率与方案质量,为评价和决策者提供了直观、便捷的评价及决策依据。试验证明,通过将CityEngine参数化建模软件与ArcGIS的空间分析功能相结合,开发的城市道路三维可视化辅助设计平台可以直观、准确地展现城市道路设计方案,并在此基础上对道路三维模型进行空间分析,辅助决策者对方案进行评价及改动;该平台有利于不同专业工作者之间的协同配合,可以显著提高道路设计工作的技术水平和工作效率,对于推动道路设计工作由二维向三维转变具有重要意义。     

规则的兰州古城三维建模方法

针对CityEngine中使用基于规则的三维建模方法建立古代城市三维模型的应用问题,该文利用DEM、遥感影像、古籍和古字画等数据复原清代兰州古城的布局,并使用基于规则的三维建模方法在CityEngine中构建古城的三维模型。研究结果表明,基于规则的三维建模方法可以快速地对古城进行精细的参数化三维建模,这种三维建模方法同样适用于其他地区及朝代的三维建模工作中。     

基于ArcGIS的三维场景自动化精细建模

主要研究将ArcGIS强大的图形、属性数据组织和管理能力与CityEngine基于CGA规则的建模思想相结合,进行大面积三维场景的自动化精细建模,高效实现三维可视化.不但能够实现GIS数据中各种属性的快速、自动建模,还能实时修改规则,调整模型显示,降低了三维GIS建模的成本,缩短了三维建模的周期,同时也扩展了参数化精细建模的应用领域.     

战场地理空间信息可视化系统设计与研究

对当前流行的3DGIS系统进行了介绍,并研究提出了采用面向对象的方法来表达3D场景中的空间数据,基于栅格金字塔模型来组织和管理地形数据,基于视点相关的地形LoD方法实现了大范围漫游,基于参数化3D建模方法和矢量地物LoD来实现地物数据的建模和可视化的方法,设计和构建西北地区战场地理空间信息可视化系统(3DMGIS)。     

城市点云的区域生长三角网构建方法

成熟的倾斜摄影测量及密集匹配技术可获取密集的城市点云,对点云进行三角网构建是真三维建模的关键技术之一。提出了基于区域生长的三角网构建方法,使用双约束条件提高点云的搜索效率,基于点边表数据结构进行网格生长,利用夹角约束和三角形孔洞修补优化网格。实验证明,该方法获取的三角网能够准确地表达楼体、桥状建筑等在内的城市实体,网格优化后的孔洞比例约为1‰并且该方法具有一定的抗噪能力。     

城市三维管网建库及高效可视化

针对二维管线信息系统对于城市综合管网的展示缺乏直观化和综合化的问题,该文在构建三维管网数据库的基础上,提出了一种城市三维管网实时建模方法。无需事先建模,通过整合多种GIS和非GIS的管网数据,并结合三维管网数据库中的三维管网符号模型库和可视化参数配置,实现高效三维管网的实时建模和可视化。以重庆市某区域为例,生成的三维管网具有顾及LOD级别、效率高、仿真性好、保持GIS数据特性、支持动态更新等特点,结合三维城市模型和三维地质模型,可以实现地上地下一体化的三维效果。     

一种基于控制点集的实体地貌辅助建模方法

针对常规实体地貌建模方法效率低且工作量大的问题提出一种基于控制点集的实体地貌辅助建模方法。该方法建立了控制地貌基本形态的等高线集合,根据实际建模需求确定内插控制插签点的数量及位置以引导地性线走向,并构建多级数据库存储、管理和调用建模数据。通过实验测试获得3组对比实验结果,对结果数据进行分析后提出实体地貌建模辅助决策方法。该方法能够在不同地貌建模需求下实现快速准确决策,提高建模效率。     

顾及地形特征的三维道路及景观快速建模方法

针对三维道路及景观建模不能反映地形起伏变化、高成本和低效率等现状,本文在研究三维道路技术标准及三维建模生产流程的基础上,提出了一套集城市道路标志标线和城市部件采集、编辑、转换和图层管理的城市道路三维建模预处理方法,设计并实现了基于北斗的三星移动测量系统,在获取道路路面精确高程的同时快速安全地获取街景及全景影像。通过研究顾及地形特征的高程匹配算法,解决了对道路标志标线快速建模问题,实现了对道路及景观的快速三维精细建模,并在常州市、福州市的三维城市数字建设中进行了试验和推广应用,充分验证了该方法的精确性、稳定性和有效性。     

基于倾斜摄影实景三维模型单体化分类与应用

目前,利用倾斜摄影测量进行城市三维建模技术已趋渐成熟,实景三维模型也越来越多的用于城市精细化管理中。本文阐述了三种不同类型城市三维模型建设方法,结合倾斜摄影实景三维模型,分析了多种模型单体化构建方法的优缺点,按照城市构成要素对单体化模型进行分类,并针对不同城市管理部门的三维模型应用需求,研究二维数据与三维模型数据融合组织方式,结合实际案例分析三维模型在城市管理、土地管控、规划审批等方面的应用。     

GIS系统中实现规模化建筑物的三维建模方法

分析、总结了GIS技术与三维建模技术的特点,在此基础上提出了一种高效的基于地理信息系统开展建筑物三维建模的技术方法。即采用草图大师三维建模模块实现建筑物3D建模,并利用其与ArcGIS软件的接口,将其植入ArcGIS系统中,构建规模化的城市建筑的三维数字化应用模块,实现3D浏览和应用;同时重点探讨了建立应用模块的三维模型结构化方法,3D文件的组织与管理以及三维数据高效缓存技术处理细节。     

一种基于四面体的三维不动产单元表达模型

基于边界模型构建的三维不动产单元模型,多侧重于不动产单元权属边界的表达,难以有效表达单元内部信息;基于面体混合模型构建的三维不动产单元模型,尽管可以实现不动产单元权属边界和内部信息的统一表达,但增加了模型复杂度,不利于系统实现。本文结合不动产测绘和登记数据特征,提出一种基于四面体的不动产单元表达模型,采用四面体填充的方式实现三维不动产单元内部信息的表达,同时在四面体建模过程中,通过不动产单元边界提取算法实现三维不动产单元边界信息的准确表达,并基于C++语言对该模型进行了软件实现。     

利用倾斜影像实现城市三维建模

面对日益增长的三维建模需求,传统的三维建模方法越来越难以满足现代三维城市建模更真实、更准确、更快速、更大规模的生产要求。以某市市区为例,采用无人机航拍的方式获取倾斜影像,并基于街景工厂倾斜影像处理系统,利用倾斜影像、外业控制数据进行空三加密,通过优化后的外方位元素与校正畸变差后的倾斜影像,自动实现三维模型创建与纹理关联,生成高精度三维实景模型;最后借助三维建模软件,更真实、准确、高效地实现城市三维模型的构建。实践证明,采用这种方式进行城市三维建模是可行的和高效的。