基于WebGL的交互式三维地理场景构建方法研究

三维模型数据具有多源、异构、海量等特性,复杂三维地理场景的可视化通常需要应用专用软件和大量的计算资源,限制了模型数据的协同应用。本文针对以上问题,借助Web绘图标准WebGL,研究了一种轻量级的三维地理场景构建方法,通过将多源异构三维模型数据进行同构化处理,转换为统一的GL传输格式,实现在浏览器端灵活地整合在线三维模型数据服务以及用户的离线模型数据,充分利用客户端的计算资源,交互式地进行场景构建,实现三维地理场景的网络发布与共享。在此基础上研发了原型系统,以倾斜摄影三维模型、三维小品模型等为数据基础,实现了浏览器端的三维场景整合与发布,验证了该构建方法的可行性。     

基于Skyline的三维空间数据网络发布

三维场景中三维地形模型和建筑模型等结构复杂,纹理丰富,使得三维数据被称为"海量"数据库,给三维场景在IE浏览器中的的快速加载与显示增加了难度。本文在分析评价现今网络三维可视化方面使用较广泛的软件和技术模式的基础上,介绍Skyline系列软件关于提高三维数据的传输效率的关键技术,并针对此问题进行设计实验,对软件的实用性的进行分析和评估。     

基于Web的大规模三维空间模型高效可视化关键技术

在网络环境下客户端对大规模的三维空间模型进行可视化时仍存在着渲染时间长、计算量大等诸多问题,表现为模型遮挡剔除计算效率低、模型数据传输效率低以及渲染不同模型时存在性能和质量不平衡问题等方面。针对上述问题,提出了针对不同的空间模型剔除粒度的优化选择策略、基于WebGPU计算管线的遮挡剔除算法和基于多线程的大规模三维空间模型数据快速调度方案,降低了离线遮挡剔除方法的预处理时间消耗,提高了模型切换的效率和场景渲染的速率。开发了基于Web的大规模三维空间模型可视化原型系统,开展了不同尺度的三维模型加载与可视化实验,结果表明,本文方法可以有效减少网络环境下大规模三维空间模型数据可视化的加载和渲染时间,增强用户体验。     

国土综合整治三维模型碎片加载优化与调度

国土整治作为一项国家战略,是解决社会经济发展过程中土地利用问题的重要手段,能有效促进国土空间优化和治理土地退化,对于实施乡村振兴战略和推进生态文明建设具有重大意义。随着我国工业化、城镇化的推进,生产、生活、生态之间矛盾日益凸显,国土整治在全国各地广泛开展,尤其是三维可视化技术的应用发展迅速。但对于国土整治业务而言,三维模型存在数据量大、数据复杂且碎片化程度高等特点,使得三维数据的存储管理和加载调度难度大,制约了其在国土整治中的应用。本文针对国土整治三维数据,提出了存储结构优化方法、三维模型碎片加载优化方法和三维模型调度优化方法,并开展了试验验证和应用示范,验证了本文提出的方法能够有效支撑国土整治中的三维可视化相关业务。     

面向粮情检测数据的可视化研究与应用

现阶段的粮仓检测数据以表格、图片或者文字描述为主,可视化程度较低,缺乏对粮情信息的直观立体表达.为了解决当前存在的数据表达形式单一,直观性不强等问题,将温度传感器检测到的温度数值和激光扫描仪获取的散点空间坐标进行数据处理与分析,利用三维可视化的方法,使用开源的Web端可视化引擎,将检测的粮情数据生成浏览器端的三维模型.通过Web端建立的粮仓三维可视化模型,不仅提高了粮情信息的可视化程度,并且方便仓储管理人员实时监测仓库粮情的动态变化情况.     

顾及用户体验的三维城市模型自适应组织方法

传统基于"图层-对象"的组织方法,没有考虑三维城市模型的不同内容以及不同细节层次的粒度差异,导致在网络环境下的传输效率低,难以满足多用户并发访问的流畅可视化。深入分析了大范围漫游与小范围聚焦的用户体验特点,通过元数据统筹管理和对象离散化,即时响应用户请求,减少无效数据传输,保证了多用户并发环境下的高效调度和浏览。针对模型LoD和分解的对象,设计了结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。以分布式数据库MongoDB为平台进行实验,验证了本文方法的可行性和有效性。     

基于Openlayers和GeoJSON的三维GIS中热区的显示

网络技术的快速发展,使得用户对画面的视觉感受有了更高的要求。在WebGIS上加入热区,能够带给用户丰富的桌面体验。OpenLayers是一个专为开发WebGIS客户端提供的JavaScript类库包,它不受浏览器的限制,并且封装了Ajax的异步加载功能,是建立WebGIS系统的最好选择。GeoJSON是对JSON的一种扩展,格式简单并且易于读写。本文采用Openlayers和GeoJSON相结合的方法,首先对数据进行预处理,然后将数据转换为GeoJSON格式并使用Openlayers绘制,最终实现了热区在浏览器上的显示。     

实景三维模型与三维仿真模型混合展示及应用

在分析倾斜摄影实景三维模型建模与人工三维仿真模型两类模型优缺点的基础上,提出一种混合展示方法,实现了在同一三维场景中两类模型的独立加载和混合加载,并提出开展两类模型优势互补的三维应用方法。实验验证了其有效性、可行性。     

基于Skyline的海量三维模型网络发布显示

针对城市三维地理信息系统中海量三维数据在网络发布时显示速度慢的问题,基于Skyline三维软件平台,从三维建模、模型加载和数据发布等几个方面提出了相应的优化措施。实验证明,该方法可以有效地降低系统内存占用率,减少系统启动时间,提高可视范围内模型的读取速度。     

基于WebGL的三维数字水利展示系统研究

利用WebGL跨平台且无需安装插件的优势,研究了基于WebGL的三维数字水利展示系统建设方法。以江苏省扬州市潼河典型河段为实验区,结合水利应用的具体需求,针对影像、高程、几何模型数据的处理与组织,以及虚拟三维地理场景的构建展开论述,建立了无插件的Web三维数字水利原型展示系统。实验证明,基于WebGL的三维数字水利展示系统可为用户在浏览器中提供良好的交互式三维可视化体验,并可以进一步满足建立信息系统的需要。     

基于分布式空间数据共享模型的核心技术的研究与应用

元数据是实现数据共享的有效途径。在目前比较流行的分布式空间数据共享模型的基础上提出了一套元数据的更新机制,并应用于昌平信息资源综合管理系统,取得了较好的效果。     

基础空间信息成长型元数据的研究与设计

当前,随着3S（GIS,RS,GPS）技术的广泛应用,基础空间信息已经从一个专题信息发展到了和其他信息资源全面整合的程度,其中元数据就是数据整合的前提和基础。本文在当前通用元数据的基础上对元数据进行分级管理,将空间信息元数据与业务环节紧密关联,提出了“成长型元数据”模型,并将该模型成功整合到基础信息框架下,有效推动空间信息的交换和共享。     

基于Java3D的网络地理信息可视化

在分析WebGIS中地理信息可视化研究现状的基础上，详细介绍了Java3D开发库的基本开发机制，并讨论其关键技术与解决方案，成功实现了基于Java3D的网络地理信息Web浏览器。实验表明，通过Java3D建立数字球面，并利用Java3D空间数据模型表达地理信息模型，实现在数字球面上映射地理信息，是实现网络地理信息可视化的新途径和新思路。     

地理空间元数据和基于网络的数据分发技术

首先介绍了元数据、地理空间元数据的概念，探讨了在互联网时代研究地理空间元数据的迫切性和必要性；其次，论述了构建基于网络的数据分发方案的可行性，并就其中的关键技术实现做了深入的探讨；最后，提出了一个以地理空间元数据标准为依据，以Internet为依托的数据分发站点的整体设计方案以及实现这项技术还应考虑的问题。     

交互式全景视频流地图设计

全景视频流地图区别于一般电子地图的特点是将全景视频流数据与空间位置进行配准,不仅视频流数据具有360°全景浏览的特点,而且每帧图像都具有空间化特征。全景视频流地图的关键技术是全景视频三维模型和交互式操作。该文首先介绍了全景视频流地图的定义和系统设计,然后通过实验将视频流投影到以视点为中心的球体,利用Flex三维建模接口建立球型全景视频三维模型。全景视频流地图可以带来更流畅、更具沉浸感的用户感受,它将是街景地图、全景地图的发展趋势,将成为全景地图系统的新一代产品。     

综合省情地理信息系统空间数据元数据设计研究

综合省情地理信息系统的建立与运行需要元数据的支持，在分别对现有元数据标准和综合省情地理信息系统特点进行分析的基础上，指出了使用元数据的优点，提出了综合省情地理信息空间数据元数据的内容，以提高系统查询检索的速度和系统分析效率为主要目的，对元数据的存储采用了一种以数据库为基础的新的存储模式，以关系表格来管理元数据，建立元数据库。元数据库的管理以图形数据的管理为基础，二者必须协调进行。     

三维城市模型的研究现状评述

三维城市模型（简称3DCM）的研究是近年来GSI领域内的一个研究热点，在交通、地质、帮山、测绘、尤其是在规划、建设、环保等方面有着十分重要的研究意义。就3DCM的发展及其目前的研究现状，从其理论角度进行较详细的评述，指出其目前存在的问题，以供相关研究者参考。     

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。     

GIS中三维模型的设计

研究了三维GIS中的空间信息传输模式 ,探讨了平面地图符号与三维模型的区别与联系 ,阐述了三维模型的确立、定位、简化描述和逻辑性设计     

一种模型驱动空间数据库质量检查平台构建

质量检查是空间数据质量控制的关键环节，空间数据库包括矢量空间数据、专题属性数据及元数据等，质量检查内容繁多。现有空间数据库质检软件往往为某一项目“量身定制”，灵活性低。本文从空间数据库质量特征及其语义表达出发，对空间数据库质检规则进行了分析和研究，提出了空间数据库质检DRST模型，并基于该模型开发构建了一套能够适用于各类空间数据库质检需要的平台软件。该平台已在江西省房地一体确权登记数据库质检、第三次国土调查成果数据库质检、地理国情监测成果数据库质检等项目中得到应用。应用实践表明，平台具备良好的适应性和扩展性，为提高空间数据库质量检查效率、解决质检软件生命周期短等问题提供了有效途径。