基于改进Web墨卡托投影的瓦片地图服务设计与实现

为解决网络地理信息应用二、三维一体化显示需要,通常做法是处理并存储两套不同投影的地图瓦片数据,一套采用Web墨卡托投影,面向二维地图应用;一套采用经纬度坐标,面向三维地图应用。这在一定程度上降低数据处理效率、浪费存储资源。文中提出一种改进Web墨卡托地图投影方法,并设计一种面向影像地图和DEM数据的瓦片化方法。方法生成的影像地图瓦片数据既能同时面向二维地图和三维可视化场景使用,又有效解决Web墨卡托投影不支持高纬度地区栅格地图表达的缺陷。将新型的地图投影和数据模型通过瓦片地图服务系统进行验证,证明这种新改进的投影和影像,以及DEM瓦片化方法具备较高的实用性。     

基于WMTS标准的2.5维电子地图的构建

2.5维数字地图既具有三维数字地图良好的表现效果,又具备数据量小、网上传输速度快的优点,满足了在现有的网络环境下对三维地图的快速浏览访问,在传统二维地图和真三维地图之间起到了很好的承上启下的作用。本文针对阜新市二维矢量数据和属性数据,利用3ds Max软件对研究区域建模并渲染成图,然后,在PhotoShop软件中进行图幅拼接,最后制作成瓦片地图与矢量图叠加发布,以便实现在Web端对2.5维电子地图的浏览、查询和空间分析等功能,并重点研究了基于OGC的WMTS标准和瓦片金字塔技术的标准化切图制作、发布、调用方法。     

勘探线剖面图从二维转化为三维算法

用勘探线剖面图结合钻井与其他资料进行地质模型三维重建是三维地质建模的重要方法。其中勘探线剖面图从二维坐标系向三维坐标系的转换是三维建模的一个重要环节。针对当前勘探线剖面坐标转换过程中勘探线上钻孔并不总是布置在一条直线上(弯折勘探线)的特点,该文提出了一种构建弯折三维剖面的方法。该方法首先由剖面线的起点、终点以及勘探线上钻孔孔口点作为转折点构建三维折勘探线剖面框架;然后将二维剖面图上分段转换剖面上要素点的二维坐标到三维空间,并对跨越剖面转折点的长边添加转折控制点;最后以青海某煤田勘探区的二维勘探线剖面图数据为例,利用该勘探线剖面坐标转换算法,实现了二维勘探线剖面图到三维勘探线剖面图的转化,结果表明三维剖面上保持了原二维剖面所表达的地质模型的几何形态。     

一种瓦片地图水印算法

首先分析了瓦片地图的特征,并依据这些特征提出了相应的水印算法要求;然后,在此基础上提出了针对瓦片地图特征的水印嵌入和检测算法;最后,对所提出的算法进行了实验验证。结果表明,该算法具有好的不可见性,能够有效抵抗加噪、压缩、拼接和格式转换等的攻击,可有效保护瓦片地图的版权。     

三维七参数与二维七参数坐标转换的研究

为了验证三维七参数和二维七参数坐标转换模型的可靠性,严格推导三维七参数及二维七参数转换模型,并用IGS站数据进行检验。结果表明,由三维七参数和二维七参数转换模型求出的坐标参数与布尔沙模型求出的坐标参数存在着明显差异,证明用前两种模型求解的坐标转换参数只是普通的回归参数,它们不再具有坐标旋转、平移、缩放的实际意义,但均可以用于大区域坐标转换。     

基于三维GIS的楼宇租赁管理研究

三维GIS应用于楼宇租赁管理,不仅空间信息的展示更为直观,而且多维度空间分析功能更加强大。本文利用侧轴投影以及后期纹理、贴图、修正等处理将三维数据转换成2.5维数据,解决了数据量大和加载速度慢的问题;通过构建三维矢量图并与2.5维地图匹配融合,可以方便地查询属性信息;室内地图的制作包括概念建模、数据转换、地图切片三个步骤。文章将楼宇外部轮廓的三维模型和室内二维地图相结合,注重精细化管理和多维度、多层次的管理需要,使用户对楼宇信息管理系统的使用更加方便。     

三维坐标转换的非线性Gauss-Helmert模型及其解法

针对传统的三维坐标转换模型局限于求解小旋转角的三维坐标转换参数的缺点,以及没有同时顾及观测向量和系数矩阵的随机误差,该文提出了一种新的三维坐标转换参数求解模型。基于非线性Gauss-Helmert模型,建立了三维坐标转换的Bursa-Wolf模型,采用Newton-Gauss迭代算法,构建了加权整体最小二乘问题的拉格朗日函数,并给出了该算法的具体推导过程及其精度评定公式。实测数据和仿真数据结果表明:新算法在无须假设条件的前提下,可以获得任意旋转角下的坐标转换参数,且待估参数数目大大降低,易于程序实现。     

室内移动机器人自定位方法

针对室内机器人移动导航定位存在的问题,该文研究了基于Kinect传感器的定位算法。该方法应用Kinect传感器采集了移动机器人运动过程中连续帧的彩色和深度信息;通过尺度不变特征变换算法匹配连续场景图像中的特征点对,经随机抽样一致性算法剔除点集中的误匹配点;利用Kinect的深度信息将可用点集的二维坐标转换到相机坐标系下的三维坐标;并使用绝对定向算法计算机器人在相邻位置上的姿态信息和平移量,从而提高了机器人的移动参数的计算精度。通过实验验证了该方法的可行性,且能够满足实时要求,可以同时进行定位与地图创建。     

异构GIS瓦片地图转换共享模式研究

瓦片地图技术是WebGIS中的关键技术,不同GIS平台由于自身的特点其瓦片地图数据格式各异,这给地图数据共享带来了巨大的困难。本文通过对异构GIS平台瓦片地图数据和瓦片数据国际标准的研究,比较了不同平台瓦片数据与标准瓦片数据的联系与区别,在此基础上探索了适用于不同平台的瓦片数据转换共享方法,旨在提高瓦片地图数据的重用性,减少重复生产过程。研究结果表明本文的研究成果为瓦片地图相互转换提供了一种可行有效的解决方法。     

虚拟观测值法在三维坐标转换中的应用研究

针对整体最小二乘(TLS)已有算法的缺陷,提出利用虚拟观测值法将其转化为经典最小二乘(LS),并推导了适用于三维坐标转换的矩阵矢量化公式,实现了TLS与LS的统一。通过算例证明了此方法在三维坐标转换中可以得到更为合理的解算数据。     

基于Unity3D的三维虚拟地理教学系统初探

随着虚拟现实技术的发展与智能设备的普及,虚拟地理教学系统的开发与应用,得到了越来越多人的重视。Unity3D软件因其自身在虚拟现实开发方面优秀的性能,赢得了广大开发者的青睐。本文详细分析了三维虚拟地理教学系统的功能需求和不同技术平台的实现特点,结合Unity软件,在Unity平台下实现了瓦片地图金字塔模型的构建,并给出了地理视频纹理贴图的解决方案,发挥了Unity软件自身强大引擎所提供的渲染能力,验证了Unity软件对于虚拟地理系统开发的适用性。     

3D information extraction from laser point clouds covering complex road junctions

An automated method for 3D modelling of complex highway interchanges is presented. Laser data and 2D topographic map data have been combined in an innovative 3D reconstruction procedure. Complex situations as shown in this paper demand knowledge to guide the automatic reconstruction. This knowledge has been used in the fusion procedure to constrain the topological and geometrical properties of the reconstructed 3D model. These additions are needed to take care of the lack of data in occluded areas. Laser data has been segmented and filtered before it is fused with map data. In the surface-growing algorithm combining map and laser points, the laser data is assigned to the corresponding road element. Although results are shown using two specific data sources, the algorithm is designed to be capable of dealing with any polygon-based topographic map and any aerial laser scanner data-set.     

Cesium框架多源电子地图瓦片数据混搭方案设计

针对现有的商业地理信息系统平台难以灵活整合多源影像数据融合使用的问题,深入研究Cesium平台下多种数据源的空间参考差异和瓦片组织规则,针对不同空间参考的瓦片数据源进行混搭设计,提出基于Cesium的多源本地瓦片数据静态和动态加载方案。实验结果表明,单一瓦片数据源加载方案、静态和动态多源瓦片混搭方案的展示效果较好;静态瓦片混搭方案在加载不同空间参考瓦片数据时容易造成变形;动态多源、多空间参考瓦片混搭方案能有效克服变形问题且展示效果佳。本文实现了在开源GIS平台下的多源影像数据的融合使用,为地理信息系统与遥感类项目应用提供了一个低成本、高灵活性的解决方案,具有较为明显的实际应用价值。     

基于改进SQPM算法的三维直角坐标转换

给出了七参数三维直角坐标转换的严密表达式,将改进SQPM算法用于大旋转角的三维直角坐标转换。实验表明该方法能在大范围内实现收敛且结果稳定、精度较高,适合于大旋转角的三维直角坐标转换。     

Influence of Adoptment of Geocentric 3D Coordinate System on Chinese Existent Maps

If a geocentric 3D coordinate system is adopted in China to replace 2D non-geocentric coordinate system, the coordinates of the surface points will be changed accordingly. The influences on the current maps of China, especially the topographic maps, are discussed due to the replacement of the coordinate systems. Taking the replacement of Xi‘an 80 coordinate system by GRS80 for a numerical example, this paper analyzes the changes of latitude, longitude, Gauss plane coordinates of the surface points, as well as the orientation and the length changes between the points on the map, including the changes of map border lines and sheet corner points.     

一种顾及矿区地形特征的开采沉陷三维可视化实现方法

针对已有开采沉陷三维可视化方法中不能考虑矿区三维地形特征的不足,本文通过计算机语言编制开采沉陷预计程序对矿区地表点进行三维坐标变形预计计算与坐标融合计算,并基于数据传输的方式与ArcGIS进行结合,实现了顾及矿区三维地形特征的开采沉陷三维可视化。利用该方法生成的三维表面,克服了已有开采沉陷三维可视化方法中不能表现矿区地表塌陷后移动和变形状况的不足,而且能充分利用ArcGIS强大的空间分析与空间数据查询功能,实现了GIS在开采沉陷领域中的良好应用。     

区域地质调查路线剖面图加密重建与三维可视化

路线剖面图是区域地质调查平面图的重要补充,其三维重建可明确反映地质层面的地表展布与地下发育情况,是重建区域三维地质模型的必要数据。针对区域地质调查路线距离长、褶曲多、地质结构复杂的特点,本文建立了一种基于纵向定位线的剖面特征点三维坐标转换模型,提出了地质界线特征点加密算法,能够有效地提高重建路线三维剖面的准确度与光滑度。研发的剖面三维重建模块已应用于多幅实际区调数据工程项目,应用结果表明:该方法可满足区域地质调查建模需求,剖面重建效果良好,具有较好的实用价值和应用前景。     

3维地图符号的数据结构研究

如何用计算机的1维存储空间存放由0维、1维、2维、3维等空间目标的集合所定义的形体，是几何造型中最基本的问题。文中针对传统地图符号表现方法的局限性，分析了国内外3维地图符号的研究现状，针对3维地图符号设计的特点和要求采用参数函数和边界数据模型作为建立3维地图符号的数据结构。