基于SuperMap6R技术的二三维一体化研究

基于超图真空间的一种二三维一体化技术,详细分析了该方法的具体实现以及在应用过程中出现的各类问题,同时利用现有二维数据以及三维空间数据进行了数据发布试验,对该方法进行了总结。     

地球的正常密度

从地球重力学的水准椭球和麦克劳林-皮蔡奇椭球出发,根据作者近十几年研究发表的参数椭球、纬向密度、准等位条件、似水准椭球等一系列观点和内容,提出"地球正常密度"概念,并求解出"地核椭球-壳幔椭球层"模式的地球正常密度分布.     

在Excel中实现统一椭球的高斯投影正反算

<控制测量学>介绍了对于不同的椭球都必须输入不同系数进行高斯投影正反算的方法,由于正反算公式的系数多、系数数字位长,这种方法显得很繁琐.目前,计算机应用非常广泛,可以推导出不同椭球的统一计算公式.在Excel中输入不同的椭球参数和统一的计算公式即可进行高斯正反算和换带计算.另外,笔者在公式的推导过程中和算例重算中发现<控制测量学>(第三版)中存在一些印刷排版错误,在此将一一列出,供同行参考.     

大椭圆线椭球高斯投影在高速铁路工程中的应用

为了减少东西走向长线工程中的控制点数据在进行高斯投影转换时需要频繁换带的问题,提出了一种方法,即以工程线路中心线或其附近的大椭圆线为中央子午线,建立大椭圆线椭球,根据非线性规划最优理论求出大椭圆线椭球参数,并对其进行椭球变换,然后以此新椭球为基础进行高斯投影。     

椭球变换法建立地方独立坐标系的变形研究

在分析高斯投影变形的基础上,针对工程测量中的投影变形精度要求,阐述了3种椭球变换法建立地方独立坐标系的方法,给出具体的计算公式和参数选取原则。对3种椭球变换法进行软件设计,简化计算的工作量。并详细介绍如何求解这些参数和控制点坐标值,结合实例数据进行分析,得到不同方法建立地方独立坐标系的优缺点和适用范围。     

参数椭球的密度分布研究

继“参数椭球”概念提出以及“参数椭球”的地球重力学性质和数学性质得到初步研究之后 ,本文研究了参数椭球的密度分布问题。结果表明 ,当参数椭球内的密度界面无限趋向表面时 ,两种“准等位条件”是完全等价的。在参数椭球的“准等位条件”下 ,匀质分层的密度分布并不符合地球的实际密度分布。因此 ,地球的密度分布与纬度密切相关     

不同椭球参数下高斯投影的差异分析研究

在投影计算中,使用不同椭球参数会获得不同的投影计算结果。本文对克拉索夫斯基椭球、GRS75椭球与CGCS2000椭球下高斯投影平面坐标的数值差异、偏移方向和长度变形情况进行了计算及分析,讨论了其在地图制作和GIS数据实践中的应用。     

区域性椭球元素确定方法的比较

介绍目前常用的3种椭球变换方法并分析其特点,归纳E1-E6区域椭球元素及大地坐标变动量的公式.利用实测数据对多点法确定的E5椭球和定向定位调整法确定的E6椭球进行比较,结果表明:E6椭球面与投影面更加密切吻合,优于E5椭球.     

车载GPS道路数据采集与线形参数的计算

在对我国公路现状进行普及调查的过程中,线形数据的采集和参数的计算是一项非常重要的工作.利用动态GPS进行公路线形数据的采集工作,通过后处理计算获得公路上各点准确的3维坐标,探讨了利用GPS获得的公路散点数据进行直线、圆曲线参数计算的方法,该方法无须给定参数的近似值,具有计算简单方便的特点.利用平差后直线和圆曲线的参数计算缓和曲线的参数,然后对直线、圆曲线、缓和曲线的连接给出了处理方法.利用在上海市外环线进行采集的车载GPS道路数据,采用叙述的方法对试验数据进行了处理,说明该方法是可行的.     

一种拟合三维空间直线的新方法

提出了一种基于稳健总体最小二乘的三维空间直线拟合新方法。该方法以加权总体最小二乘为基础,通过删除点到拟合直线距离过大的观测点来抵抗粗差的影响,获得空间直线参数的稳健估计值。试验表明,当观测数据中不含有误差时,加权最小二乘法、加权总体最小二乘法和本文方法的参数估计值高度一致;当观测数据包含粗差时,本方法的参数估计值明显更接近真实值。     

A Hybrid System of Expanding 2D GIS into 3D Space

A hybrid system that integrates two-dimensional (2D) GIS and three-dimensional (3D) visualization has been developed to provide unique solutions to application domains where traditional 2D GIS and 3D visualization cannot alone provide a solution. In this paper, we focus on three key issues in realizing such an integrated system, including large-scale terrain rendering, 2D and 3D combination display (for example, rendering 2D GIS layers in 3D space), expanding traditional 2D GIS analysis functions into a 3D environment, and visualizing 3D geographical data. A generic framework is developed to integrate 3D visualization with various types of 2D GIS, such as commercial GIS software, open source GIS software and spatial databases. A prototype 2D and 3D hybrid system that seamlessly integrates 2D GIS (developed with ArcEngine) and 3D rendering engine (developed with DirectX) is then developed based on the framework. In this hybrid system, 2D and 3D data are viewed within the same scene. Multiple 2D GIS layers are overlaid on the base terrain using a Level of Detail (LOD) model. Advanced query functions, data accessing, data management and spatial analysis, which are executed in the traditional 2D GIS, are provided to users in a 3D environment by continuously transforming information between the 2D GIS subsystem and the 3D subsystem. The 3D data are organized and displayed by Keyhole Markup Language (KML) and textured 3D models in the COLLAborative Design Activity (COLLADA) format. The prototype demonstrates that this hybrid system has effectively addressed the three key issues identified above and that it can seamlessly integrate 2D GIS and 3D visualization. The hybrid system has great potential to be employed in many application domains, such as urban planning, landscape design and environmental decision making, among others, to enhance the 3D design capability and facilitate public participation in the planning, design and decision-making process.     

航天任务实时3维可视化仿真

提出了基于对象层次结构的3维几何模型和运动模型建模方法,解决了复杂航天器建模过程中的几何形状的表示问题,并且实现了航天器运动特性的表达与航天器内部部件的运动建模;对实现航天任务3维可视化仿真所涉及到的软件框架、技术方法等作了详细的论述.最后,给出了应用该技术建立的软件在实际应用中的几组试验结果.这些结果表明这项技术能为航天任务的顺利完成提供较好的可视化保障,可以广泛应用于各种航天任务.     

三维室内空间注记优化配置方法

三维室内空间标注时易出现注记穿透墙体、注记密集以及视角变换导致的标注对象不明确、注记重叠等问题。然而,当前室内注记配置研究缺乏对标注对象不明确问题的解决。现有的注记重叠处理方法存在信息丢失或难以随视角变换进行快速动态调整等问题。针对上述问题,将三维模型与二维平面注记相结合,设计了指向式注记形式及其优化配置方法。该方法有效解决了标注对象不明确问题,支持重叠注记的快速检测,能随视角变换快速动态调整重叠注记位置,保持视域内所有注记信息的完整展示。通过对比多视角下的三维室内注记优化前后的实验结果,验证了该方法的有效性。     

航天任务实时3维可视化仿真

提出了基于对象层次结构的3维几何模型和运动模型建模方法,解决了复杂航天器建模过程中的几何形状的表示问题,并且实现了航天器运动特性的表达与航天器内部部件的运动建模;对实现航天任务3维可视化仿真所涉及到的软件框架、技术方法等作了详细的论述。最后,给出了应用该技术建立的软件在实际应用中的几组试验结果。这些结果表明这项技术能为航天任务的顺利完成提供较好的可视化保障,可以广泛应用于各种航天任务。     

基于三维扫描数据的面分割空间三维重建方法

随着三维扫描仪的问世，针对如何处理体现三维空间位置关系的扫描图像，最终可实现三维重建的问题．本文根据三维扫描仪的技术特点，提出了基于三维扫描数据的面，分割三维重建的方法，即依据各点在空间坐标上的共同特征，采用整体平差拟合平面进行面分割，进而建立三维空间重建模型．该方法能够突出扫描物体的三维特征，实现扫描数据的纠错与恢复，并为进一步进行扫描图像的配准拼接，最终实现扫描物体三维重建创造了有利条件。     

空间目标三维姿态估计方法

提出了一种利用天文观测图像对卫星及其子部件三维姿态进行估计的方法。该方法利用等积剖分格网建立多视角姿态模型数据库,利用基于混合噪声的最大似然算法对观测图像进行图像复原与滤波等预处理,然后进行分割和几何特征提取,提出了一种尺度不变的特征检索方法对卫星几何特征进行编码,并在姿态数据库中进行最小距离匹配,最终估计出空间目标的三维姿态。实验结果验证了本文姿态估计方法的有效性和准确性。     

城市地下空间三维建模标准探讨

根据地下空间模型对象的不同特点,提出了一套完整的基于三维模型精度、几何结构、纹理等特征的建模规范,并已应用于"武汉市主城区地下空间调查"项目中。     

面向3D WebGIS的屏幕空间矢量数据绘制方法

受网络带宽、计算机软硬件和浏览器承载量等因素的制约,现有3D WebGIS在矢量栅格数据一体化表达时容易出现渲染效率不高、表达效果不佳等问题.通过分析2种不同架构下3D WebGIS的技术特点和服务需求,研究了基于屏幕空间像素投影反算方法,设计了优化矢量数据渲染性能的技术方案,提出了一种创建帧缓冲区渲染队列的方法来解决片元着色器承载空间不足的问题,并在B/S架构下开发了基于屏幕空间像素投影反算方法渲染矢量数据的原型系统.实验表明,该方法渲染效率和表达效果俱佳,具有很强的应用前景和研究价值,可为3D WebGIS提高海量矢量数据渲染效率和增强表达效果提供一种新型有效的方法手段.     

二维空间关系定性表达模型的研究

通过对几种典型的定性表达模型的分析及比较,论述了单一模型实现空间查询所存在的局限,提出利用组合模型来表达空间关系的方法。最后结合空间查询中的实例,通过介绍如何同时运用二值拓扑关系模型和符号空间索引模型来实现同时包含拓扑关系和方向关系的复杂空间查询来说明这种方法。     

基于三维空间的电力设施灾害数据挖掘

近年来,随着电子、计算机等技术的飞速发展,三维GIS的应用渐趋成熟,以往设想中的许多应用逐渐成为了现实。比如城市应急反应、虚拟旅游、智能交通、城市规划与设计等领域中,三维GIS都有广泛成熟的应用。尤其是在电力行业的应用中,三维技术除了能更好地展现三维场景、电力模型等,还能够和灾害模型相结合,进行电力设施灾害结果预测等。本文提出的基于三维空间的灾害数据挖掘方法,涉及灾害分布空间分析和空间数据挖掘的方法,是一种在三维地理信息技术下灾害分布情况对于电力设施影响程度的数据挖掘方法。