误差受控的多细节层次地形模型的实现

基于视点的细节层次模型对于提高三维GIS中地形模型的漫游速度以及减少地形模型的数据量具有重要的作用。为了提高地形模型的漫游速度,开发与视点相关的细节层次模型的数据结构和算法,推导细节层次模型的误差计算公式,建立误差受控的细节层次模型,同时缝合漫游时细节层次模型中的缝隙现象。试验结果表明,误差受控的细节层次地形模型对于减少三维漫游过程中几何数据的装载量和提高漫游速度具有明显的效果。     

误差受控的细节层次地形模型的实现

地形模型在3D GIS中具有重要的作用,其三维可视化的速度直接影响到3D GIS中实时交互操作的效率与实现。基于视点的细节层次模型对于提高3D GIS系统中地形模型的漫游速度以及减少地形模型的数据量具有重要的作用。为了提高地形模型的漫游速度,文章开发了与观察视点相关的细节层次模型的数据结构和算法,推导了细节层次模型的误差计算公式,建立了误差受控的细节层次模型,同时缝合了漫游时细节层次模型中的缝隙现象,并在实际的工程中予以具体应用。实际结果表明：误差受控的细节层次地形模型对于减少三维漫游过程中几何数据的装载量和提高漫游速度具有明显效果。     

三维城市模型中建筑物LOD模型研究

建筑物模型在三维城市模型(3DCM)中占有相当大的比重,建筑物模型多细节层次(LOD)的建立和表达直接关系到三维城市模型的整体显示效率和真实表现力,是三维城市模型的重要研究内容之一。本文从建筑物模型的纹理特征和几何结构出发,论述了建筑物LOD模型的建立原则,并从应用角度就建筑物各个细节层次模型的特点、应用范围与数据获取等方面进行了分析。     

融合分层层次细节和潜在可见集的三维城市场景高效可视化

三维城市场景的可视化是数字城市的关键技术,也是智慧城市提供各种智慧服务的重要环节。三维城市模型中的数据量和复杂度呈几何级数增长,给城市三维场景的数据组织和可视化带来沉重的负担,在当前基于游戏引擎与地理信息系统技术构建的城市级可视化平台中,这类数据很难一次性加载和可视化。针对此问题,本文提出了一种融合分层层次细节和潜在可见集的三维城市场景高效可视化方法,实现了大规模三维城市场景动态调度加载的高效性和三维可视化视觉一致性,并选择深圳市前海区域进行案例试验分析。结果表明,本文提出的基于自适应性空间网格划分的潜在可见集计算方法的平均遮挡剔除率高达76.6%,可以大幅剔除并减低单次加载进三维城市场景的模型数据量;融合分层层次细节和潜在可见集的动态调度,其渲染可视化帧率基本约保持在60帧/s,可以满足三维城市场景高效流畅的可视化体验。     

矿山巷道点云模型及其数据组织

针对三维矿山巷道点云数据的可视化效果问题,本文根据三维海量数据的可视化建模思想,提出基于扩展性四叉树、顾及可视化效果的点云数据多分辨率模型及其数据组织方式,详细研究了多分辨率LOD的细节选择算法;并基于VS2005和MapGIS TDE实现了利用一个点云数据图层插件对该模型进行显示,该方法能快速建模,满足三维矿山巷道点云数据的可视化要求。     

基于EV-Globe的三维地理信息系统研究

主要研究实现多尺度、多分辨率、不同时期、海量影像数据的快速加载,通过建立域地理三维演示系统,整合了三维模型场景数据、DEM、DOM等数据,实现了直观的全空间三维可视化、海量多元数据集成逼真的三维场景显示的特性、快捷的二三维一体化应用、高效的三维模型渲染与分析、矢量和影像文件的客户端直接加载,实现了城市DEM和DOM的快速加载、三维场景的对比浏览和地下镜头浏览、自然效果的模拟、地理位置的标注、城市场景的飞行浏览以及空间距离面积的测量、各种应用的分析及查询等功能,在将来的研究中,将根据城市建设及规划应用的需求,发挥三维立体展示优势,研究建设、规划辅助系统。     

误差受控的细节层次地形模型的实现

地形模型在3D GIS 中具有重要的作用,其3维可视化的速度直接影响到3D GIS 中实时交互操作的效率与实现。基于视点的细节层次模型对于提高3D GIS 系统中地形模型的漫游速度以及减少地形模型的数据量具有重要的作用。为了提高地形模型的漫游速度,开发了与观察视点相关的细节层次模型的数据结构和算法,推导了细节层次模型的误差计算公式,建立了误差受控的细节层次模型,同时缝合了漫游时细节层次模型中的缝隙,并用实际工程数据予以验证。实验结果表明:误差受控的细节层次地形模型对于减少3维漫游过程中几何数据的装载量和漫游速度的提高具有十分明显的效果。     

应用3DXML管理三维建筑物LOD模型

随着三维城市的建设,数据内容将日益增加,数据量不断加大,多细节层次技术、模型简化技术和数据存储管理技术日益显示出其应用的重要性。因此,本文分析了有关虚拟场景中建筑物模型多细节层次技术的层级划分和生成实现方式。从而进一步探讨了实现细节层次模型所需的建筑物模型简化方法,以及应用一种基于XML的3D图形标准的3DXML实现对城市三维建筑物模型LOD信息的管理。     

三维地形可视化及其实时显示方法概论

由于三维地形可视化及其实时显示有着广阔的应用背景 ,近来越发受到人们的关注。本文给出了三维地形可视化的概念 ,描述了数字地面模型的概念和表示方法 ,重点介绍了可视化及其实时显示中数据简化方面的典型方法 :层次细节方法 ,多分辨率模型方法。并进一步对三维地形的真实性研究作了阐述。最后对这一领域的前景进行了展望。     

顾及局部特征的城市三维模型多尺度表达方法

当前,城市三维模型在可视化过程中多使用渐进式传输方法,在多尺度表达时会出现局部特征表达不突出、绘制相对延后、用户有效等待时间较长等问题。从多尺度不规则三角网(triangulated irregular network,TIN)建模、局部特征度评价、多尺度表达3个方面开展研究,提出了顾及局部特征的城市三维模型多尺度表达方法,实现了城市三维模型多尺度快速加载。首先,将城市三维模型数据分层分块地进行多尺度TIN建模;然后,在多尺度层次下构建局部特征度评价模型;最后,优先加载传输局部特征度高的细节数据,甚至跨层级表达,从而实现多尺度表达。实践结果表明,该方法可切实优化并提升城市三维模型加载传输的效率。     

利用无人机倾斜摄影三维模型进行大比例尺成图技术研究

在无人机倾斜摄影三维模型的基础上，利用数据的去噪优化、主基线提取和主基线优化等创新技术，研发大比例尺测图系统，解决了常规的全野外数字测图方法工作量大，老城区建筑物密集，受通视条件和住户封闭性、私密性的影响，以及工序复杂、成本高等问题。设定严密的法则和阈值剔除粗差、优化组合，可确保基线的质量，保证测绘成果的精度。     

网络三维数字城市海量模型优化算法研究

大规模海量三维模型数据网络传输和终端可视化是面向Web的三维GIS应用关键技术。本文提出将三维模型自适应面删除简化算法和地形模型单面片自动生成算法相结合，实现大批量构建面简化LOD （层次细节模型）模型库自动建库，有效解决了海量高精度、大范围三维模型面向Web的三维GIS应用问题。研究成果在天津市网络三维数字城市规划管理系统项目中成功进行试验，效果显著。     

一种八叉树和三维R树集成的激光点云数据管理方法

车载激光扫描点云数据已经成为数字城市和危机管理等领域越来越重要的三维空间信息源,针对大规模点云数据高效管理的技术瓶颈,提出一种八叉树和三维R树集成的空间索引方法——3DOR树,充分利用八叉树的良好收敛性创建R树叶节点,避免逐点插入费时过程,同时R树平衡结构保证良好的数据检索效率。并还扩展R树结构生成多细节层次(LOD)点云模型,提出一种支持缓存的多细节层次点云数据组织方法。试验证明,该方法具有良好的空间利用率和空间查询效率,支持多细节层次描述能力和数据缓存机制,可应用于大规模点云数据的后处理与综合应用。     

数码城市空间数据模型与可视化研究

提出了一种新的基于三维矢量图形、数字地面模型与数字地面正射影像相结合的数码城市空间数据模型，介绍了基于这一模型的软件平台原型－CCGIS，并对未来数码城市构建技术进行了分析与展望。     

3维城市模型理论及技术方法研究

主要研究了3维城市模型的相关理论与技术,提出了拓扑关系、尺度及可视化等问题,讨论了3维城市模型的建设方法及关键技术,并对3维城市模型的发展进行了展望。     

基于Cityengine平台的CGA规则室内三维建模方法研究

随着三维数字城市建设的兴起和不断发展,3D GIS技术逐渐被人们所重视,多种三维建模软件也已被大量应用在三维数字城市的设计和创建中。首先通过与传统建模软件的对比,分析了Cityengine城市引擎软件在快速批量建模和与GIS软件数据交互方面的优点,同时也指出了Cityengine在建筑物室内场景方面缺乏对建模规则的研究。因此本文利用二维GIS几何数据作为模型的底面基础数据,借助Cityengine软件特有的CGA语法编写规则文件,对Cityengine平台下创建建筑物室内三维场景的方法进行了初步探究。通过对该方法的研究旨在使三维室内外场景形成良好的整体,弥补之前Cityengine只能对大场景进行外部批量建模而缺乏对内部模型研究的不足,扩展Cityengine在三维建模领域的应用范围,为智慧城市的创建设计以及可视化分析提供了新的手段。     

一种大场景Web三维注记可视化技术

针对目前大场景Web三维电子地图侧重模型展示、轻海量三维注记展示，不能很好地为用户提供地图语义信息的问题，本文提出了一种面向大场景Web三维的注记可视化技术，较好地实现了海量注记在三维电子地图上的立体、逐层级展示，为三维电子地图增加了明确的语义指引。基于浙江省新型基础测绘成果的三维展示试验结果表明，所提技术能够便捷地构建三维注记LOD模型，提供三维电子地图注记服务，提升三维电子地图注记效率，其研究成果可应用于天地图、自然资源空间基础信息平台、不动产登记平台等领域。     

大规模3维地形管理关键技术研究

阐述了构建大规模3维地形模型的关键技术,包括地形分块技术、地形层次细节构建、可见性剔除和基于视点的渲染技术。为了提高绘制的帧率,实现大规模3维地形漫游系统显示的平滑和连续,本文采用了基于四叉树结构的地形的连续多分辨率渲染;在考虑视点和地形粗糙度的基础上,设计了一种合理的节点评价系统;提出了限定四叉树的三角网剖分方法,有效消除了不同分辨率节点间的裂缝。实验结果表明,在保证地形真实感的前提下,这些技术实现3维地形显示可以获得较好的图形质量和显示速度。     

树模型的三维可视化研究

树的表达无论是在3DGIS，VRGIS还是在3DCM中，都是一个难点问题。与一般实体对象不同的是，树明显具有分形空间特征，因此用常规简单的建模方法很难表达一颗树。现在分形算法常用来生成树模型，具有逼真的可视效果，但所产生的数据量对于GIS环境来说太大，可视化困难；另外，用树的图像替代树模型也是一种常用的方法，但在近视点视觉效果差，同时也没有表达出树木所固有的空间特征。本文作者提出一种方法，使用LOD技术，将树的分形模型与其图像替代模型两者结合起来，初步解决树模型在GIS中的可视化问题，可达到逼真、高速的可视效果。     

数字地面模型LOD算法的实现

利用点的三角形化构建一个3维地面模型,设计了一个基于三角形折叠的LOD算法,该算法不需任何计算即可达到快速实现模型的渐进式还原,大大提高了3维显示速度,最后调用OpenGL函数有效地显示3维地形模型。