剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法

在海量空间数据的组织与表达方面,与传统的空间数据模型与方法相比,地球剖分网格表现出了极大的优势。鉴此,本文提出了一种剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法,首先利用大量POI数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息的兴趣的空间分布;然后对空间要素进行分类分级,确定其表达的尺度范围;运用GeoSOT剖分理论划分不同层次的剖分面片,建立剖分面片与尺度的对应关系,根据用户对剖分面片所在区域的兴趣度大小,表达不同详细程度的空间要素,实现基于用户兴趣的空间数据多尺度表达。实验表明,该方法能够满足用户由概略到详细、由重要到次要的空间认知需求,同时能够获得较好的多尺度表达效果。     

基于修正SGOG编码的三维地层模型转换研究

通过解决修正球体大圆弧八叉树剖分(SGOG)编码与传统坐标系的转换问题,将面矢量三维地层模型转换为以体元为结构的三维地层模型.组成模型的体元结构均对应修正SGOG编码,可将三维地层模型融合到整个地球空间,实现地上、地下和地表的一体化.     

球面地理网格剖分方案分析

为了便于空间数据描述、分析和比较,提出了直接在地球参考椭球面上构建全球地理网格的剖分模式,并逐渐成为地理网格剖分模型的重要发展方向。介绍了全球球面网格剖分的特点和发展现状,分析了当前球面网格剖分方法的分类;并在理想地理网格剖分标准的基础上,探讨了将其作为统一空间参考系的空间位置描述、空间数据集成和空间分析的全球球面网格剖分规则与方案,以及剖分所形成网格单元的位置描述方法。     

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)。     

基于WebGIS的雷达遮蔽角分析系统开发及应用

针对雷达遮蔽角计算效率不高、雷达探测信息可视化不及时等问题,本文提出一种快速计算雷达遮蔽角的方法,考虑地球曲率对遮蔽角计算的影响,绘出雷达不同高度层的可视域。并以全球影像数据和全球数字高程模型等地理空间数据为基础,开发基于WebGL协议和B/S架构的遮蔽角分析系统,实现雷达可视域及遮蔽角信息的实时可视化,在虚拟的三维环境中直观、动态、实时地展示雷达可探测区域,为雷达阵地部署提供决策依据。     

地球剖分网格的地形量化模型

针对目前地形量化方法中,量化承载网格层级受限,且量化数据组织管理复杂的问题,提出了一种基于地球剖分网格的四边形网格的地形量化模型。该模型以GeoSOT地球剖分网格为支撑,通过GeoSOT网格编码实现了多层地形量化数据的关联、检索,为矢量数据和规则格网数据的量化处理、组织与存储以及量化数据聚合问题提供了方法。     

地理网格剖分模型的探讨

地理网格既是统一空间定位的基础,又是多源异构地理空间数据统一组织、交换的框架,还是社会经济信息空间化描述分析、社会管理的新框架。在介绍地理网格剖分模型发展过程的基础上,将地理网格剖分模型分为局部剖分、投影平面剖分、基于球面剖分、三维空间剖分4类,分析各类模型有代表性的剖分方法、典型应用以及各类模型的特点和不足,最后对全球球面和三维空间剖分模型的应用前景做了展望。     

地形三维场景实时变换及可视化方法研究

地形数据的三维可视化技术一直是3DGIS领域一项重要的研究技术。从地形实时渲染的需求出发,提出大地坐标系下的多分辨率地形组织模型,并对可视化过程中的坐标空间变换方法进行研究,提出一种适合大区域地形可视化的坐标空间变换方案,使可视化的三维地形场景尽可能真实反映其自然的分布形态,使影像纹理、地物与地形之间进行精确的映射与匹配。     

顾及特征线和三角形形态最优的TIN三角网构建算法

传统三角形剖分方法只考虑三角网的形态最优,忽略了地形特征线的影响,导致构建的地形模型不能真实反映地形特征。文章提出既顾及特征线又满足三角形形态最优的TIN模型的构建方法。在研究了有关三角形形态理论的基础上,设计了数据结构,对如何利用该方法进行三角形剖分做了具体研究。实例证明,利用该方法进行三角形剖分,构建的TIN三角网模型既能满足三角形形态最优,又能避免特征线穿越三角形,能够真实反映地形特征。该三角形剖分方法对于地形较复杂区域的TIN模型构建具有很好的适用性。     

GMT联合高分辨率地形数据在FAST工程中的应用

近年来,国际的星载空载雷达项目已收集到海量的全球高分辨率地形数据。但是,这些数据在可视化之后才能被人们所直观认识。通用制图工具(GMT)是一款功能强大的开源软件集,主要用于地理空间数据的可视化表示,已在地球科学相关领域中得到广泛应用。文中阐述了地形数据在地球科学中的重要作用,介绍了在Windows系统下使用GMT对全球地形数据可视化的过程,并以FAST周边地区为例,对几种地形数据进行了质量评估,并简述了其在FAST工程中的应用。     

采用3D D-P算法的等高线三维综合实验研究

将等高线看作是由高程点以特定形式组织得到的空间三维线段,采用3维Douglas-Peucker算法从三维空间提取等高线上的主要特征点。根据等高线数据特点,对该算法进行等高线综合的几种方案进行实验讨论。实验结果和运算速度表明,采用3维Douglas-Peucker算法综合等高线具有广阔的研究前景。     

实现复杂态势符号在3维场景中的绘制

通过分析态势符号的表达方式和特点,提出了一种基于模板阴影体技术的实时绘制复杂态势符号的方法,来实现在3维场景中的高质量叠加显示态势符号,达到随地形起伏的目的.实验证明,该方法能够用于在3维场景中绘制复杂态势符号,并且在系统项目中取得很好效果,使绘制出的态势符号能够随地形起伏.     

球体剖分瓦块的大区域真三维地理场景构建

针对目前地理信息科学领域存在的三维地理场景大都是局部的、基于投影的2.5维表面模型的问题,该文提出了利用球体大圆弧八叉树剖分(SGOG)瓦块建立大区域真三维地理场景的方法。将SGOG特定剖分层次的顶点与全球共享DEM数据进行匹配,构建大区域真三维地形框架;以地形起伏度为阈值,采用不同层次的瓦块进行自适应建模,大大减少了数据量;粘贴遥感纹理,建立虚拟地理场景。中国大陆地区的实验结果表明:所提方法不但顾及了地球曲率,克服了投影变形的缺陷,而且可以利用SGOG多尺度特性,灵活建立各种(混合)尺度的模型,并可实现地表上下空间的一体化建模。     

顾及地面POS信息的空地一体城市三维实景重建

实景三维模型为数字孪生提供了统一的数字空间底座。在城市场景中,贴近地面及在空中视角下被遮挡的地物是实景三维重建的难点。针对城市复杂空间环境和无人机飞行局限的问题,本文基于倾斜摄影与空地一体融合建模的基础理论,考虑POS信息对空地一体空三融合的影响,提出了一种顾及地面POS信息的城市实景三维重建方法,并使用此方法对佛山市历史文化街区进行了精细化建模。试验表明,与常规方法相比,该方法的模型效果好、效率高,对实景三维产品的生产与空间数据多尺度表达具有重要意义,可为数字孪生应用提供更精细的地理场景表现形式。     

网络环境下三维模型的多尺度数据组织方法

本文针对网络环境下海量三维模型数据的传输与可视化要求,探讨了三维模型数据多尺度组织方法.设计了基于点索引的三维模型几何数据结构,结合多尺度纹理表达,构建三维模型多尺度数据结构.在此基础上,基于四叉树结构构建分层分块的三维模型数据多尺度存储结构,从而适应三维模型数据的多尺度分块调度与传输,并通过实验验证该方法能根据三维场...     

一种含室内空间结构的建筑物3D LOD概念模型与生成方法

针对现有建筑物多细节层次（level of detail,LOD）表达主要面向外部,很少涉及内部空间的问题,提出一种含室内空间结构的建筑物三维LOD概念模型。该模型分为LOD0~LOD6 7个LOD,细节层次由建筑物的基底平面图、幢模型、无侧面楼层模型、楼层模型、户模型、房间模型到含门、窗等建筑语义的信息房间模型,空间细节逐次变细,丰富了建筑物室内空间LOD的表达理论。为构建这种LOD模型,提出基于胞腔复形链边界算子和上边界算子的LOD生成方法。该方法引入代数拓扑的胞腔、胞腔复形和复形链3个概念,利用胞腔和胞腔复形表达LOD,并在LOD6的基础上,利用边界算子和上边界算子生成其他粗空间粒度LOD模型,为三维城市模型建筑物LOD构建提供一种新方法。     

A New 3‐D Solar Radiation Model for 3‐D City Models

Estimates of solar radiation distribution in urban areas are often limited by the complexity of urban environments. These limitations arise from spatial structures such as buildings and trees that affect spatial and temporal distributions of solar fluxes over urban surfaces. The traditional solar radiation models implemented in GIS can address this problem only partially. They can be adequately used only for 2‐D surfaces such as terrain and rooftops. However, vertical surfaces, such as facades, require a 3‐D approach. This study presents a new 3‐D solar radiation model for urban areas represented by 3‐D city models. The v.sun module implemented in GRASS GIS is based on the existing solar radiation methodology used in the topographic r.sun model with a new capability to process 3‐D vector data representing complex urban environments. The calculation procedure is based on the combined vector‐voxel approach segmenting the 3‐D vector objects to smaller polygon elements according to a voxel data structure of the volume region. The shadowing effects of surrounding objects are considered using a unique shadowing algorithm. The proposed model has been applied to the sample urban area with results showing strong spatial and temporal variations of solar radiation flows over complex urban surfaces.     

A virtual globe-based vector data model: quaternary quadrangle vector tile model

This study proposes a virtual globe-based vector data model named the quaternary quadrangle vector tile model (QQVTM) in order to better manage, visualize, and analyze massive amounts of global multi-scale vector data. The model integrates the quaternary quadrangle mesh (a discrete global grid system) and global image, terrain, and vector data. A QQVTM-based organization method is presented to organize global multi-scale vector data, including linear and polygonal vector data. In addition, tile-based reconstruction algorithms are designed to search and stitch the vector fragments scattered in tiles to reconstruct and store the entire vector geometries to support vector query and 3D analysis of global datasets. These organized vector data are in turn visualized and queried using a geometry-based approach. Our experimental results demonstrate that the QQVTM can satisfy the requirements for global vector data organization, visualization, and querying. Moreover, the QQVTM performs better than unorganized 2D vectors regarding rendering efficiency and better than the latitude–longitude-based approach regarding data redundancy.     

Development and Application of 2D and 3D GRASS Modules for Simulation of Thermally Driven Slope Winds

The ability to manage and process fully three‐dimensional information has only recently been made available for a few Geographical Information Systems (GIS). An example of integrated and complementary use of 2D and 3D GRASS modules for the evaluation and representation of thermally induced slope winds over complex terrain is presented. The analytic solution provided by Prandtl (1942) to evaluate wind velocity and (potential) temperature anomaly induced by either diurnal heating or nocturnal cooling on a constant angle slope is adopted to evaluate wind and temperature profiles at any point over both idealised and real complex terrain. As these quantities depend on the slope angle of the ground and on the distance from the slope surface suitable procedures are introduced to determine the coordinate n of a point in the 3D volume measured along the direction locally normal to the terrain surface. A new GRASS module has been developed to evaluate this quantity and to generate a 3D raster file where each cell is assigned the value of the cell on the surface belonging to the normal vector. The application of the algorithm implemented in GRASS to an ideal valley and to a real valley close to the city of Trento in the Alps provides results in accordance with data reported in the literature. An extension of Prandtl's (1942) model to take into account humidity and evaporation processes on the soil is also proposed and implemented.