基于WebGL的三维GIS应用研究

随着网络通信、三维建模和地理信息等各项技术的进步,基于Web的三维GIS应用需求越来越广泛。本文融合了Html5、JavaScript、WebGL、MongoDB和倾斜摄影建模等技术,利用这些技术的优势,实现了基于Web的三维GIS应用,为Web三维GIS应用提供了新的实现方式,使得三维数据更具有时效性,三维数据实现跨平台浏览,用户体验更好。     

WebGL在房屋安全信息管理系统中的应用

房屋安全管理是城市现代化建设中的一项重要工作,在此项工作中需要获取房屋几何特征和健康信息。三维模型在表达房屋信息方面具有直观、方便的优势,能以可视化方式反映建筑物的几何外观及内部结构。WebGL作为OpenGL的子集,在HTML5中开始得到支持,为构建具有更为丰富功能的Web应用提供了新的技术支撑,使得在浏览器中实现几何模型的三维可视化展示成为可能。但WebGL是比较基础的图形语言,其应用难度较大,在WebGL基础上进一步包装的类库ThreeJS为WebGL的应用奠定了更好的基础。介绍了利用WebGL和ThreeJS库,以及利用WebGL和ThreeJS实现房屋三维模型在Web端的交互操作和显示的技术方案和实施效果,为浏览器中图形学技术的应用做了有益的探索,相关方案既可为房屋管理业务工作增强现场感,也可为相关应用提供借鉴。     

S3M三维数据标准设计研究

随着Web 3 D技术和大数据的发展,三维模型在Web端的传输和可视化成为迫切需求.面对Web端大数据实时传输这一挑战,超图三维团队在多年技术积累下,对倾斜摄影模型、3 DMax建模、BIM、矢量、三维管线以及单体化、实例化等内容进行整合,最终形成了海量三维数据规范——S3 M(SuperMap 3 D Model).通过这种高效、易扩展、可协作的数据规范,解决了三维数据传输和解析延迟问题,并通过WebGL支持硬件加速的可视化渲染技术,兼容多终端(移动、浏览器、桌面)的跨平台特性,最大限度地满足了用户需求.     

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WebGL的三维模型组织与发布关键技术

随着互联网技术的快速发展, Web模式下实现三维场景的浏览是WebGIS发展的一个重要方向。本文采用WebGL技术,提出了WebGL下三维建筑物模型组织与管理的方法,结合LoD(levels of detail)思想以及建筑物模型的特征,提出了半边折叠的方法来简化建筑物模型的几何数据,提出了WebGL下建筑物模型的快速调度算法,实现了海量模型环境下三维场景的漫游、缩放、查询等功能。     

基于工作流的协同专题制图

针对传统专题制图的缺点:单机作业和作业的"封闭"环境而导致的数据和专家知识共享困难,不利于在统一的工作流程指导下进行多部门的协同工作。利用Petri网进行工作流建模可以对工作流清晰描述,对整个协作工程进行流程控制;Web Service技术则利于网络环境下的数据和专家知识共享。利用Petri网对专题制图过程进行描述和建模,并利用Web Service技术构建了一个协同专题制图平台,基于平台实现了网络环境下的协同专题制图。该平台已经在深圳市在线地图集项目中得到部分实际应用。     

基于倾斜摄影实景三维模型单体化分类与应用

目前,利用倾斜摄影测量进行城市三维建模技术已趋渐成熟,实景三维模型也越来越多的用于城市精细化管理中。本文阐述了三种不同类型城市三维模型建设方法,结合倾斜摄影实景三维模型,分析了多种模型单体化构建方法的优缺点,按照城市构成要素对单体化模型进行分类,并针对不同城市管理部门的三维模型应用需求,研究二维数据与三维模型数据融合组织方式,结合实际案例分析三维模型在城市管理、土地管控、规划审批等方面的应用。     

基于Cesium的三维智慧社区开发

国内Cesium地图引擎研究处于起步阶段,针对当前基于Cesium智慧社区开发贫乏问题,本文基于Cesium和WebGL技术进行开发试探,建立了基于倾斜摄影模型的三维智慧社区系统。通过导出Cesium 3D Tiles、搭建开发平台和相关类库函数调用,实现了三维智慧社区可视化控制、空间测量、可视性分析和空间查询功能。实验结果表明,Cesium和WebGL类库函数功能强大,开发方法简单,构建的三维智慧社区系统兼容性、开放性与可移植性强,支持倾斜三维模型海量数据加载与并发访问,有效降低系统建设成本,不失为一种轻量级智慧社区Web开发方法。     

城市引擎在智慧城市规划中的应用

针对智慧城市规划和建设存在的问题,利用已有地理信息多元数据,在CityEngine中进行城市规划三维建模.通过数据处理、几何建模和场景输出,建立了基于城市规划分析的三维模型,并实施了建筑体量调整、规划指标分析和日照分析,实现了参数调整和指标符合性验证.实验结果表明,基于CityEngine的三维城市规划模型可充分利用已有数据,实现快速建模,降低建模成本,缩短建模周期,同时计算机生成建筑模型语言具有良好的参数调节性,可实现规划指标动态调整.     

从实景三维建模到数字孪生建模

从实景三维建模到数字孪生建模是国家数字经济和智慧社会建设与发展的基本需求。本文探讨了实景三维建模和数字孪生建模的关键技术内涵,介绍了数字乡村、未来社区和智能铁路等典型应用场景。广域范围实景三维建模在低成本高效数据采集和智能化自动化三维精细建模与动态更新方面面临挑战,城市级或重大工程级的数字孪生建模在全要素整体性的表征数据与机理模型集成表达方面还存在关键技术瓶颈。测绘技术亟须多学科交叉融合创新,突破天空地有机协同实时动态获取多细节层级实景三维数据、智能化处理多专业多尺度多模态时空数据、不完备数据条件下复杂场景的三维实体化精细建模、表征数据与机理模型结合的全生命周期数字孪生模型动态构建等核心关键技术,形成通用地理空间智能,实现测绘技术的高质量发展和对经济社会发展不可替代的更有力的基础支撑。     

基于WebGL的地层体信息三维可视化

地质体空间三维建模理论及相关技术对提高各类工程建设和实际应用具有重要意义。本文通过对地质体三维模型的研究,构建凸包及TIN分别拟合地层体侧边及上下表面,利用HTML5+Web GL技术不借助任何插件,在浏览器上实现了地质体模型Web3D可视化,其可视化效果良好。     

面向数字城市建设的三维建模关键技术研究与应用

三维模型数据以其直观性、客观性和真实性等特性,成为数字城市数据库中的重要组成部分。为了解决三维模型数据获取的精准性和高效性等,在建设数字城市过程中,采取多种技术方式实现三维模型的获取。包括采用传统手工三维建模实现三维精细模型的精准性,采用三维激光扫描技术实现三维模型数据的超精细化,以倾斜摄影测量的半自动建模方式实现快速建模等。本文从技术角度全面总结了在建设数字城市过程中三维模型的具体技术途径及应用方式。三维模型数据应用于数字城市的历史文保、教育、经济等多个领域,为智慧城市的建设奠定了坚实的数据基础。     

基于规则库的三维地质自动建模技术研究

利用规则统一三维实体间的语义形式化表达,为建模提供统一的方法。利用三维矢量数据模型的框架,对直钻孔、斜孔、剖面、等值线、断层、褶皱等数据源,分别按规则制定一种数据格式,对多源地质数据进行标准化和信息融合,经过地质面和地质体的快速构建,提出了建立基于规则库的三维矢量数据模型。同时研究了适合各类地质特点的三维模型自动构建方法,包含多源数据耦合层状地质体自动建模技术、基于剖面单元格划分的分区—拼接自动建模技术、多约束下复杂地质结构快速建模技术、空间约束条件下三维地质属性建模技术等。在确保模型精度的前提下,尽量减少人工交互建模的工作量,提高了建模效率。     

基于WebGL的动态水面仿真方法

针对数字水利GIS展示系统中,实时动态水面仿真和展示尚无普适性方法的问题,结合GIS应用逐步从单机向网络过渡的趋势,利用WebGL强大的渲染优势,研究了Web环境下动态水面的仿真方法。实验证明,基于WebGL的动态水面构建方法可以为用户在网络环境中提供良好的交互式三维可视化体验,并可提高数字水利系统的宣传展示水平。     

基于倾斜影像的三维城市自动建模

针对传统的基于三维GIS和CAD三维建模技术存在人工干预多、建模速度慢、成本高,不适用于大规模城市三维建模等问题,基于激光点云数据建模技术无法直接获取刚性模型纹理,建模成本高等问题,对目前应用较为广泛的基于倾斜影像三维建模技术的技术要点进了研究。该技术以倾斜多视影像为基础,借助于多视影像特征提取与定向技术、密集匹配与三维重建技术、纹理贴图技术进行三维建模。该方法综合运用计算机视觉技术、摄影测量技术,在保证三维模型定位精度高、纹理细节好的同时,节省人力物力,适用于大规模城市三维建模。     

三维激光点云自动化建模思路探索

点云数据自动化应用时,尤其是三维自动化建模过程中,传统的点云自动化处理技术难以实现。点云自动化建模是一个复杂的过程,涉及对象识别、点云处理、参数化建模等多个领域。本文结合三维激光扫描技术,针对不同的项目和应用方向对三维模型成果的不同需求,对现阶段各个行业和方向的三维模型成果及构建方法进行了汇总和分析,进一步提出了3种三维激光点云自动化建模的新思路和可行性分析,并分析了自动化建模思路的优势和应用方向。     

GIS系统中实现规模化建筑物的三维建模方法

分析、总结了GIS技术与三维建模技术的特点,在此基础上提出了一种高效的基于地理信息系统开展建筑物三维建模的技术方法。即采用草图大师三维建模模块实现建筑物3D建模,并利用其与ArcGIS软件的接口,将其植入ArcGIS系统中,构建规模化的城市建筑的三维数字化应用模块,实现3D浏览和应用;同时重点探讨了建立应用模块的三维模型结构化方法,3D文件的组织与管理以及三维数据高效缓存技术处理细节。     

全景真三维技术在城市规划建设中的研究与应用

城市规划建设面临转型升级,从平面设计到立体设计,从静态评估到动态评估,从规划管理到协同治理。创新技术手段,实现城市的三维立体化管理是当前急需解决的问题。全景真三维技术以其快速获取、自动建模、数据真实性强等特点越来越多地应用在城市级的应用管理中。本文从规划业务三维化需求出发,通过利用倾斜摄影和Li DAR航飞获取全景真三维数据包含的航飞获取数据、外业控制测量、数据预处理、数据合成4个阶段流程和关键技术进行详细阐述,并重点介绍了全景真三维技术在城市设计、山体研究、方案评审、线性工程选线、违法查处5个方面的具体应用。     

基于倾斜摄影测量的油库精细三维建模方法研究

倾斜摄影测量三维建模技术对预防油库突发性危险监测具有较大作用,但其部分三维模型精度不能满足信息化平台精细模型的需求.本文针对无人机低空倾斜摄影测量在油库模型建模过程中存在的油罐三维模型漏洞、消防栓模型扭曲、油管模型变形等问题,提出一种基于倾斜摄影测量与多源数据融合的三维建模方法.实践表明:该方法能够解决模型漏洞、模型细节粗糙、模型纹理模糊等问题,可为"数字城市"提供信息化平台并得到应用.