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。     

基于规则的数字校园三维场景建模方法研究

从三维建模所需数据的获取到地形、地物模型的构建等方面进行探讨,研究了系统三维GIS场景的建立方法,并且,选取XX地区作为研究区域,包括数据的获取及处理、地物与地形的匹配,然后基于规则对三维场景进行建筑物、道路、操场、树木等模型构建并导出到Geodatabase数据库中。基于规则的三维场景建模方法适用于大面积相似建筑物的模型构建,并且大大地提高了其建模效率。     

基于X3D的虚拟三维场景漫游系统设计与实现

X3D是新一代的互联网3D图形规范，为构建基于Web的虚拟三维场景及其人机交互提供了一种新的途径。提出了基于X3D的虚拟三维场景的建模方案，采用了地理信息系统的图层化方法将虚拟三维场景数据划分为独立地物、植被、交通、建筑物和数字地形等数据层，介绍了各数据层的三维建模及实现方法，并以一个典型的城市小区为例阐述了虚拟三维场景的优化与整合技术。     

基于Skyline的三维虚拟旅游系统建模方法研究

研究了虚拟现实的相关技术。以Skyline三维GIS软件为手段,以南郭寺为模型,通过资料收集、数据预处理、建立三维虚拟地形、普通建筑建模、特殊地物建模、系统集成等一系列步骤,初步实现了景区场景的实时漫游和部分交互功能。对三维虚拟场景的建模、场景的空间管理与调度以及碰撞监测等关键技术进行了相关实验开发和验证。     

基于城镇二维地籍数据快速构建城市三维模型研究

对城镇大比例数据进行归类,提取适合三维建模的点、线、面要素,然后对要素进行重新组织,利用Arc Scene,依据三维表达的要求,对地形背景建立DEM并与DOM叠加处理,界址点、控制点等点状地物建立三维独立地物符号库,一般建筑物按高度进行拉伸,而对标志性建筑物采用三维建模软件按二维轮廓进行精细模型制作。利用2D GIS中城镇地籍数据信息建立城市三维模型方法可行有效,有利于推进三维地籍的发展。     

基于GIS的DLG数据快速三维建模方法研究

本文分析了三维模型不同构建方式的优缺点,探讨了三维场景模型地理要素的取舍问题,以及利用DLG数据快速构建城市三维模型的方法,并对城市复杂结构地物的快速建模及与场景的融合也进行了研究。最后以赣州市老城区为例,进行了城市三维场景的快速构建,结果证实,DLG数据快速构建三维模型效率高,渲染速度快,成本低,精度相对高。     

基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法

建筑物是城市的载体和形象表达,是城市的重要组成部分,建筑物三维模型是构建数字城市、虚拟城市和智慧城市的重要基础.针对现有的建筑物三维建模方法成本高、操作繁琐和复杂、劳动强度大的缺陷,提出一种基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法,并借助GIS建模技术实现了城市建筑物三维模型的自动构建.其主要原理和操作步骤为:首先,以...     

基于Cityengine平台的CGA规则室内三维建模方法研究

随着三维数字城市建设的兴起和不断发展,3D GIS技术逐渐被人们所重视,多种三维建模软件也已被大量应用在三维数字城市的设计和创建中。首先通过与传统建模软件的对比,分析了Cityengine城市引擎软件在快速批量建模和与GIS软件数据交互方面的优点,同时也指出了Cityengine在建筑物室内场景方面缺乏对建模规则的研究。因此本文利用二维GIS几何数据作为模型的底面基础数据,借助Cityengine软件特有的CGA语法编写规则文件,对Cityengine平台下创建建筑物室内三维场景的方法进行了初步探究。通过对该方法的研究旨在使三维室内外场景形成良好的整体,弥补之前Cityengine只能对大场景进行外部批量建模而缺乏对内部模型研究的不足,扩展Cityengine在三维建模领域的应用范围,为智慧城市的创建设计以及可视化分析提供了新的手段。     

面向地理分析模拟的城市小区场景数据组织方法

城市小区是城市人居环境的重要构成部分,与城市居民生活关系密切。面向城市小区环境综合分析模拟的需求,本文结合虚拟地理环境中虚拟场景和集成建模等概念,设计了可支撑分析模拟的城市小区场景数据组织方法。通过小区系统、小区系统要素和小区系统要素关系来对复杂小区环境信息进行对象化的描述,并按照层次化结构实现城市小区建模场景的组织。利用统一数据表达与交换模型UDX对小区系统-要素-关系中的数据内容进行统一的表达和存储,在此基础上设计了城市小区建模场景对象;利用可扩展接口的方式,实现从城市小区建模场景中抽取符合分析模型需求的数据内容,由此支撑将不同地理分析模型与城市小区建模场景集成。试验结果表明,本文所设计的方法能够有效组织多源异构的城市小区环境数据,并可以便捷地为不同研究方向的城市小区分析模型提供所需建模数据。     

IMAGIS在城市三维建模中的应用——以滨州市会展中心为例

三维建模技术是数字城市建设的关键技术之一。本文在对比几种建模技术优缺点的基础上,选择IMA-GIS软件,以山东省滨州市会展中心为例,经过数据准备、提取DEM数据、提取建筑物底图数据、建筑物拉伸、纹理添加等步骤,最终生成AVI格式视频文件,实现了建筑物的三维漫游,完成了三维模型的建立。并就建模过程中出现的有关问题进行了讨论。     

基于三维GIS的虚拟校园环境研究

随着虚拟现实技术的发展,三维建模与可视化技术在智慧城市中得到了广泛应用。本文采用3ds Max软件对校园建筑物、道路、树木等地物地形进行三维建模,并在SuperMap软件下进行三维可视化,结合太原师范学院,研究数据获取、数据处理、三维建模、可视化等方面关键技术,重点研究粒子特效的制作及其在雨、雪、烟花特效制作中的应用,真实再现了校园三维环境。     

堤防工程的三维建模与可视化

针对堤防工程不同于其他三维场景的特点来研究其三维建模与可视化方法。首先介绍堤防工程场景中主要建筑物的构成与特点,然后详细阐述地形和这些建筑物的三维建模方法,并讨论了模型间的组织与整合策略及场景可视化的流程。堤防工程三维可视化场景的建立为管理者提供了真实的目标和研究对象,可以直观了解每处工程的作用及各类工程之间的联系,从而作出及时正确的判断和决策。     

基于点云数据的建筑物建模方法

建筑物三维模型重在数字城市、场景重现、虚拟现实中应用广泛,三维激光扫描技术作为一种新的技术方法,在建筑物三维建模中应用越来越多。本文以三维激光扫描技术获取的点云数据为数据源,以一仿古建筑为研究对象,对点云数据进行优化处理,并用不同的建模方法进行三维建模,对比分析了每种方法的优缺点和适用范围,最后采用几何建模方法进行纹理贴图,得到真实的三维模型。     

一种农田灌溉渠系三维参数化建模方法

针对当前大多数灌溉渠道工程三维建模过程效率低、模型难以复用的问题,该文提出一种基于参数化的渠系三维建模方法。利用三维GIS技术,以渠道三维中心线和横断面参数为基础,辅以周边地形,采用横断面放样法生成单体模型、中心线平移法生成渠道交叉口,基于模型运算将上下级渠道组合在一起,基于地形编辑将渠道模型与周围地形进行无缝集成。实现了复杂断面类型的渠道三维信息模型在真实坐标下的设计与展示,解决了渠道交叉、分支以及与地形分离的问题,取得了较高的土方量计算精度。实例分析表明,应用参数化建模方法能够基于真实的地理数据建立三维场景,提高了建模效率和模型精度。     

三维港口GIS的场景组织与建设过程模拟

针对港口建设研究了三维场景数据组织和建设过程的动态模拟。首先,介绍了复杂三维场景数据分类分区标准和数据建模流程;然后,详细阐述了基于场景分块、多级模型动态调度和"实体-类"模式的复杂三维场景组织和集成方法;最后,提出要素生存周期的概念,将模型与建设时间进度匹配。在此基础上,设计并开发了天津中心渔港三维动态演示系统,实现港口建设过程的三维动态模拟。     

大型立交桥三维建模方法研究

立交桥是一个由桥梁、空间交叉和毗邻建筑物等组成的复杂空间结构,在整个城市道路网中占有很重要的地位。由于立交桥其自身的空间结构的复杂性,三维建模有异于一般建筑物和地形,尤其是对于大型的立交桥,其空间跨桥错综复杂、拓扑关系繁多,建模工作更为困难。在已有的数字城市模型中,大型立交桥的三维建模一直是个亟待解决的难题。该文从大型立交桥的三维数据模型与拓扑结构的组织管理入手,提出其三维建模方法的一般流程,以西直门立交桥为实例取得良好的建模效果,最后提出优化大型立交桥三维模型的一些关键技术。     

城市3维景观模型重建技术研究

3维景观模型越来越广泛地应用于城市建设和管理之中,如何高效快速地构建城市3维景观模型成为一个关键技术问题。地形与地物分层建模法是城市3维景观模型重建领域中的一个热门方法,它采用地形数据叠加建筑物实体来构建3维景观。该方法已成功应用于惠州市3维建模,实践证明该方法建模速度快、操作简单、具有广阔的应用前景。     

基于倾斜影像和机载LiDAR点云的城市级实景三维模型生产技术

随着实景三维中国建设的推进,目前城市级的实景三维模型重建已成为研究重点。城市级的倾斜摄影测量建模,存在数据处理量大、涉及地形复杂多样和由于视线遮挡导致模型变形等问题。针对这些问题,本文总结了融合倾斜影像和机载LiDAR点云数据进行城市级实景三维模型重建的全技术流程,并以中山市为例进行了验证。结果表明,本文提出的全技术流程可以有效提高城市级实景三维模型的重建效率和质量。     

虚拟城市小区构建方法

目前国内外虚拟城市建设主要采用现有建模软件 ,如 3DMAX、AUTOCAD等软件 ,这些建模软件的模型 ,一般都数据量较大 ,模型类型固定 ,操作起来不灵活。本文主要综述了城市小区虚拟三维建设中各种自定义模型的建模思想和方法 ,以及自定义模型的特点。论述了三维建模中几大部分 ,地形建模、房屋建模、各种实体建模以及现有模型的导入 ,对其中涉及到的几何原理和关键技术进行了论述 ,对场景漫游的各种各样形式进行了详细表述     

Google Earth支持下校园真实感三维建模方法及应用

以Google Earth为平台,结合SketchUp的建筑物真实感三维建模功能,以西南交通大学校园为例建立校园真实感三维模型,并对其应用进行分析。该方法实现地形数据与建筑物三维模型的精确叠加,解决建模过程中的数据获取和融合问题,为虚拟环境的构建提供具有参考价值的解决方案。