面向规划的建筑物屋顶精细纹理快速生成方法

针对三维规划审批对精确的空间关系及逼真的三维可视化效果的综合需求,设计实现了两套针对大规模三维数字城市建筑物模型的屋顶纹理快速生成方案。方案一基于严格投影成像方程建立物方与像方对应关系,并根据视线方向、遮挡关系、成像分辨率等选取最优纹理进行映射。方案二通过建立相应的屋顶纹理库,并利用屋顶纹理智能匹配技术实现大范围屋顶纹理的快速合成。利用常州市三维城市模型数据进行了实验分析,实验表明,这两套纹理生成方案生成的屋顶纹理都满足建筑物纹理重建生产要求,极大地提高了三维建模效率。     

一种真实感三维地形的实用生成方法

建立真实感三维地形,往往在很大程度依赖于遥感影像,而且实现起来比较复杂。本文提出了一种构建真实感三维地形的实用方法:利用电子地图制作纹理,利用PhotoShop为纹理图增加立体效果,用OpenGL为其添加光照信息,最后将生成的纹理映射到简化的三维地形上。按照此方法制作了河南三维地形仿真系统,具有较强的真实感和较快的速度。     

利用街景工厂三维模型纹理修复研究

利用街景工厂软件能够实现三维模型的自动化重建,但由于其人工干预少,生成的三维模型成果往往存在着三角网错误、纹理漏洞等现象。针对这种情况,本文主要提出了人工修复三角网,然后将三维模型的结构重新引入街景工厂,再对纹理重新映射修复的方法。     

一种面向对象的全球多分辨率纹理数据的预处理方法的研究

建立具有多分辨率、海量数据的大规模虚拟地形场景越来越受到人们的关注,海量纹理数据的管理与生成算法是三维地景仿真的关键技术之一。本文在金字塔塔模型的基础上,运用面向对象思想,设计了多分辨率纹理数据的生成方案,对其流程进行了具体实现,对一些相关技术进行了讨论。通过试验表明,采用本文提出的方法,可以灵活地对全球影像数据进行管理和使用,对全球三维可视化具有一定作用。     

三维真实感地形建模与可视化

研究了三维真实地形建模与可视化的整个流程，利用OpenGL通用图形程序接口实现了基于DEM数据与遥感影像的三维地形的快速生成与仿真；并将三维地形生成技术应用到了天山公路三维地质灾害场景可视化中。详细阐述了以遥感影像作为地形纹理的处理方式与流程以及构建真实地形场景技术的方法和优化方案，提出了在实际应用中建立个性化三维地形系统的重要性。     

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。     

倾斜影像的三维纹理快速重建

针对三维城市模型重建,提出了一种利用倾斜影像实现城市模型纹理快速重建的方法。该方法基于摄影测量计算机视觉理论,在事先处理得到城市建筑物数字表面模型的基础上,利用共线方程计算物方与像方的几何投影关系,获得建筑物的三维信息与纹理信息。通过一定的最优算法选择出地物面的理想纹理,实现城市建筑物纹理的自动提取及稠密建筑物纹理的遮挡处理。真实影像纹理重建的结果表明:应用本文方法进行三维城市模型纹理重建具有自动化程度高、效果逼真、成本低的特点,为快速、大面积的城市真三维模型纹理重建提供了一种有效的实现途径。     

室内三维场景纹理手机图片的自动更新方法

当前室内三维建模的纹理映射工作主要依赖人工完成，工作量大、处理效率低，且对建模后室内环境的变更难以实现及时更新，导致室内模型纹理存在不真实甚至错误的现象。对此，提出一种室内三维模型纹理手机图片的自动更新方法，该方法主要以手机拍摄的图片为数据源，首先利用智能手机传感器获取拍摄图片的位姿参数，进而通过室内场景理解技术提取图片空间中的三维布局结构，最后与几何模型进行坐标点匹配解算纹理坐标，实现手机图片到三维几何模型的自动纹理映射。实验结果表明，该方法能够利用手机图片数据实现室内环境下的三维模型纹理自动生成及动态更新，有效提高室内三维场景表达的真实性。     

城中村批量快速三维建模方法研究及实现

针对当前三维城市建模方法中利用计算机程序对非精细模型批量建模只能保证建筑高度信息,不能利用二维数据的属性信息来控制模型的结构和纹理问题,该文提出基于参数化建模技术与3DMax插件开发技术实现城中村批量快速三维建模方法。首先,利用现有二维测绘数据的空间信息和属性信息作为建模的基础数据;然后,通过CityEngine提供的几何操作函数和几何形状属性函数,结合城中村建筑结构、屋顶结构的特点,构造生成建筑结构的函数,编制自动化参数化的建模程序,利用底面的属性信息生成模型;最后,编制Python语言批量导出模型的插件和MaxScript脚本批量导入模型的插件,提高工作效率和模型的兼容性。通过实验及性能分析,表明该方法能保证建筑三维模型的快速建立、结构和纹理的逼真与3DMax很好地兼容,并可直接进行模型修改与格式转换。     

利用3DMAX进行地形三维显示的研究

本文阐述了基于3DMAX的地形三维显示的方法与实验过程。利用3DMAX，导入数据和原始影像，建立三维仿真的形模型，实现立体模型的纹理映射、距离量测、角度计算等，是对地形仿真的有益的探索。     

多波束.XTF数据结构与.ALL数据结构剖析

通过对SeaBat系列多波束.XTF数据结构和EM系列多波束.ALL数据结构进行剖析,对两种数据结构编码特点、数据记录特点、数据存储方式等进行了比较,明确了这两种多波束系统原始数据的编码规则以及各参数的含义,并成功利用Visual C++编程平台实现了对这两种原始数据的提取。     

多波束测深全覆盖测量分辨率研究

根据国际海道测量规范,采用多波束测深手段的特等和1 a等全覆盖测量,可归纳为多波束测深全覆盖测量。多波束测深全覆盖测量对海底目标物具有不同的探测标准。本文在推导多波束测深分辨率模型的基础上对多波束测深全覆盖测量分辨率进行研究。根据全覆盖的原则,推导了多波束测深全覆盖测量的最大航速。通过算例分析,分别给出了纵向与横向分辨率的分布,并对测深扇面的宽度和航速控制提出建议。     

Development of method in precise multibeam acoustic bathymetry

The sound ray tracing method can achieve higher accuracy in determining depths and plan positions with muhibeam echo sounding sys-tem. In data processing, actual sound speed profile must be used in the method. However, the method is too complicated. In order to overcome the shortcoming, this paper presents a new method, the position correction method. Two situations are considered in the new method, namely, change of sound velocity keeps constant gradient in whole water column (including N layers) or in different water layer.     

多波束和机载激光测深位置归算及载体姿态影响研究

我国继研制成功多波束测深系统后,正在着手研制机载激光测深系统。本文根据以上两种测深新技术的特点,全面推导了条带式深度测量位置归算的严密计算公式及其相应的精度估算公式,在推演过程中,充分顾及了海洋测量的动态效应即载体姿态的影响。本文最后还结合我国自行研制的实际系统参数数据,对位置归算改正的量值大小进行了数值计算和精度评定。     

Douglas-Peucker算法在多波束测深数据抽稀中的应用

讨论了Douglas-Poiker算法的数学原理,仿真实现了同一抽稀阈值、不同变化海底以及不同抽稀阈值条件下,基于ping的Douglas-Poiker法的多波束测深数据抽稀。通过对抽稀结果的分析,得出了该方法在多波束测深数据抽稀应用中的有效性和适用性。     

加权最小二乘估计的多波束声强数据归一化方法

高质量的海底声强图是多波束海底底质分类的基础。在系统分析了多波束声强图像中沿测船航迹灰度异常值和区域性明暗差异成因的基础上,提出了基于加权最小二乘估计的多波束声强数据归一化方法。实例计算结果表明:该方法在不损失原有强度变化信息的基础上,有效地抑制了声强图中灰度异常值对海底底质分类的影响,提高了区域底质分类的质量。     

多波束测深数据抽稀准则研究

本文通过对多波束测深(采样)数据DTM结构的分析,结合目前多波束测深数据处理和海图编辑、使用的现状和目标,提出了三种抽稀准则:航行安全性准则、地形完善性准则、线性化准则,并建立了相应的数学模型,为后续的多波束测深数据抽稀方法的实现提供了依据和理论基础。     

利用BP神经网络剔除多波束测深数据粗差

针对多波束单ping水深数据多呈现较为复杂的曲线形式的现象，提出了基于逆传播（back propagation，BP）神经网络的多波束测深数据粗差剔除方法，即依据BP神经网络具有从输入到输出的映射功能，构建适应多波束单ping水深数据复杂曲线的训练学习算法进行曲线拟合。考虑地形之间的延续性进行相邻ping水深数据间的相关性分析，纵向检查定位并剔除粗差。通过实测多波束测深数据验证该方法的有效性，并与不确定性与测深学联合估值滤波以及交互式滤波方法进行比对分析，结果表明该方法可以有效剔除多波束测深数据中的粗差。     

多波束与单波束测深数据的融合处理技术

本文在全面分析和总结多波束海洋测深主要误差源的基础上，提出通过相邻条带测深数据融合处理进行多波束测深系统偏差补偿方法；并提出以单波束测深数据作为控制，进一步提高多波束测深整体测量精度的数据处理方案；详细讨论了数据融合处理中的数值解算可行性和稳定性问题，相应提出了两步平差方法。本文最后使用我国自行研制的条带测深系统实测数据验证了上述方法的有效性和可靠性。     

Data Fusion Technique for Multibeam Echosoundings

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｍｕｌｔｉｂｅａｍｅｃｈｏｓｏｕｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｓｈａｌｌｏｗ＿ｗａｔｅｒｍａｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ,ｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｒａｐｉｄｌｙｆｏｒｖａｒｉｏｕｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ .Ｔｈｅｍａｉｎｍｏｔｉｖａｔｉｏｎｆｏｒｇｏｉｎｇｆｒｏｍｓｉｎ ｇｌｅｂｅａｍｅｃｈｏｓｏｕｎｄｉｎｇｔｏｍｕｌｔｉｂｅａｍｅｃｈｏｓｏｕｎｄｉｎｇｉｓｔｈｅｃａｐａ ｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇｍａｐｓｏｆｍｕ…