基于City Engine的大理海东新城虚拟山地城市构建

三维场景是展示城市规划效果的有效手段,在山地城镇三维场景构建中,容易出现道路、建筑、绿地等地物与地形匹配不好的情况。以大理海东新城为研究区,以谷歌影像、DEM和大理海东新城规划图为数据,基于City Engine平台和技术,对地形和地物数据进行提升和削平处理,设计了不同建筑、道路、绿地的三维建模规则,构建了相应的三维模型,制作了大理海东新城规划前后虚拟场景。结果表明:使用规则建模方法可快速构建三维场景,场景中地物与山地地形匹配较好,直观的展示了大理海东新城规划前后的城市景观变化。     

城市三维地理信息系统中三维模型的快速构建方法

大规模三维模型的快速构建一直是影响城市三维地理信息系统(3DUGIS)发展的一个重要因素.基于3DUGIS中景观模型的表达原则与分类,分别针对抽象的点、线、面状对象提出符号匹配和三角剖分的批量三维模型构建方法.这种建模方法方便、快捷、自动化程度高,可广泛应用于城市景观中地面、河流、道路、绿地、规则建筑物、地下管线等地物的三维建模.通过对上述三维模型快速构建方法的实现,验证了三维模型生成的效果和效率.     

一种高效快速建立地物三维模型的方法——以大疆无人机和Pix4D软件实现

探寻能满足需要并低成本高效快速构建地物三维逼真场景的方法是当前研究的一个热点。利用低价大疆无人机获取地表、地物影像与价格适中的Pix4D软件结合来快速构建地物三维模型是一种方法。该方法虽采用传统以摄影获取地表数据的方式,但手段和手续方便简单,数据采集工作效率高;影像数据处理用Pix4D软件基于点云数据三维建模,有操作方便、高效快速、自动化程度高等特点。用不同的实验建模方案、数据与建模参数,对最终建成的模型和结果有影响,经对结果进行精度评价,表明该方法能满足要求,可行、可用。     

数字摄影测量技术在三维建模中的应用

本文阐述了基于数字摄影测量的三维建模技术特点,并以数字锡林浩特三维地理信息系统城市模型生产为例,详细介绍了运用数字摄影测量技术进行三维建模的数据生产流程。     

三维地形模型光照和动态显示的新方法

介绍了一种具有真实感的三维地形模型光照显示的新方法,给出了相应的构建多精度数字高程模型ＤＥＭ的步骤,并讨论了适应三维地形模型光照显示的消隐,可见性测试,光照模型,浓淡处理等处理算法的方法,此外还讨论了适合身机动态显示三维地形模型的方法。     

三角网的生成与简化算法

在三维地理信息系统的开发与研究中，要求三角网模型的支持，而高效的三角网生成算法是三角网模型的基础。该文综述各类三角网的生成算法，对以往被人忽视但简明高效的算法－径向扫描算法进行阐释，并对它的实现进行改进；对地形数据的简化及建立地形层次对象模型是实现高效的三维地理信息系统的关键，而三角网的简化是地形数据简化的基石之一，文中提供三种简化三角网的的算法供同行讨论；并在微机上实现上述算法。     

城市虚拟现实研究初探

虚拟城市是3维城市地理信息系统的前沿领域。该文对在微机上如何建立虚拟城市作了初步探讨，把建立虚拟城市的方法分为3维真实场景建模，海量数据环境下的场景漫游以及确定任意时刻声音文件的调入时机三个部分，重点介绍了控制三维场景漫游，自适应层次细节模型，简单碰撞检测的实现方法，并提出了采用泰森模型调用声音文件的新思路，最后给出在VC 开发环境下用OpenGL建立虚拟城市的应用实例。     

基于倾斜摄影建模的三维测图初探

对同一地物进行多视角倾斜摄影测量,并对倾斜数据进行相关处理操作后,就可以建立出三维模型。当模型精度很高时,利用模型进行三维测图就变成了一种可行方案。本文以倾斜摄影建立的高精度三维模型为基础,详细阐述了三维测图的操作过程,并对三维测图的精度质量进行了评价和总结,认为测图成果能够满足初步设计的精度要求。     

基于三维激光扫描仪的建筑物建模应用研究

为分析三维激光扫描仪在建筑物建模方面的精度,针对传统实测的建模方式,采用基于三维激光扫描理论技术对某建筑进行扫描,从其数据获取、数据分析处理,到获得该建筑物的表面三维模型的过程入手,对比、分析与传统测量的建模方法所获得模型的精度及可靠性。结果表明,三维激光扫描仪所获得数据的精度完全达到了预期的要求,且可以大大节省数据建模的时间,突显了三维激光扫描技术的优势,也为三维激光扫描技术在其他领域的应用提供了科学参考。     

三维地质建模若干基本问题探讨

由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性、不确定性、信息不完备等特点,使得三维地质建模成为制约三维GIS研究及其应用的主要瓶颈之一。讨论三维空间数据模型的设计,提出“多元数据—多方法集成—多层次干预”的“三多”建模思路;从建模尺度、数据源、建模工具等方面对建模方法进行分类;分析三维地质建模的关键技术,包括三维地质模型构建、海量模型数据操作和多元数据一体化耦合显示;针对三维地质建模系统的开发提出6项建议,分析近期三维地质建模的研究热点。     

三维景观GIS几何建模方法——以无锡唐城为例

本文实现了以 4D测绘数据 (DEM、DOM、DLG、DRG)为基本数据源的无锡唐城古建筑三维数字景观GIS。同时 ,在三维GIS传统三维空间数据模型的基础上 ,提出面向对象的三维建模点对象的划分不同与二维GIS中的点对象 ;针对基于面状的三维GIS,提出有向曲线构建面状复杂单体的几何建模方法是较为简捷的途径。     

Geomorphology-oriented digital terrain analysis: Progress and perspectives

Digital terrain analysis(DTA) is one of the most important contents in the research of geographical information science(GIS). However, on the basis of the digital elevation model(DEM), many problems exist in the current research of DTA in geomorphological studies. For instance, the current DTA research appears to be focused more on morphology, phenomenon, and modern surface rather than mechanism, process, and underlying terrain. The current DTA research needs to be urgently transformed from the study of landform morphology to one focusing on landform process and mechanism. On this basis, this study summarizes the current research status of geomorphology-oriented DTA and systematically reviews and analyzes the research about the knowledge of geomorphological ontology, terrain modeling, terrain derivative calculation, and terrain analytical methods. With the help of DEM data, DTA research has the advantage of carrying out geomorphological studies from the perspective of surface morphology. However, the study of DTA has inherent defects in terms of data expression and analytic patterns. Thus, breakthroughs in basic theories and key technologies are necessary. Moreover, scholars need to realize that DTA research must be transformed from phenomenon to mechanism, from morphology to process, and from terrain to landform. At present, the research development of earth science has reached the critical stage in which the DTA research should focus more on geomorphological ontology. Consequently, this study proposes several prospects of geomorphology-oriented DTA from the aspects of value-added DEM data model, terrain derivatives and their spatial relations, and macro-terrain analysis. The study of DTA based on DEM is at a critical period along with the issue on whether the current GIS technology can truly support the development of geography. The research idea of geomorphology-oriented DTA is expected to be an important exploration and practice in the field of GIS.     

基于GIS的采煤塌陷区土地复垦项目规划设计研究

土地开发整理是现阶段中国实现耕地总量动态平衡的重要途径,采煤塌陷区土地复垦是其中重要的组成部分。受塌陷沉降的影响,采煤塌陷区具有地形破碎、微地貌起伏交错和土壤养分流失严重等特点,其在土地复垦项目的规划设计中面临的问题较一般区域复杂。在分析采煤塌陷区土地复垦规划设计流程与方法的基础上,借助GIS技术,将地形图中等高线进行栅格化处理,并根据得到的数据生成三维地形模型,对项目区地形进行模拟,并分别从复垦适宜性评价、项目规划择优以及项目工程设计三方面进行了实证研究。     

GIS空间动态模型组件的设计与实现

组件重用技术为GIS与空间模型的集成提供了新的解决方案。该文设计的空间动态模型的GIS组件 -Dy namicGC ,它在传统GIS数据模型的基础上 ,增加了表达空间动态系统的过程和关系 (流 )的数据模型和对象接口 ,为GIS环境下创建复杂动态过程模型提供了新的工具和解决方案。该组件基于微软组件对象模型 (COM/DCOM)实现 ,充分考虑了互操作性、模型建模语言以及模型系统的可获取性需求 ,由一系列支持动态数据计算的OLE自动化对象集组成 ,可支持VB、Dephi、VisualC 等通用开发环境 ,也支持VBA、VBSCRIPT、JAVASCRIPT等脚本语言环境。使用VBA创建了经典的“生命游戏”的元胞自动机模型的实现 ,作为该组件创建动态过程模型的应用实例。     

地形特征与山地气候变化空间关联规则数据挖掘研究

以四川省的地形、气候为研究对象,针对山地地形特征与气候变化研究中,传统的统计分析、非线性拟合等方法缺乏分析处理海量数据和提取隐含信息能力的问题,提出将关联规则数据挖掘与栅格图像处理、地形分析相结合的研究方法。该方法利用栅格图像处理和地形分析技术,对地形和气候栅格图像进行坐标转换、裁剪、分类、因子提取、离散化等预处理,再用Apriori算法对提取的地形特征因子和气候因子进行分析,得到反映两者之间相关性的强关联规则。通过对60余万组数据的分析,得到22条满足最小支持度和置信度的关联规则,并由此综合分析得到6条复合关联规则。实验证明,这些反映地形特征与气候变化幅度之间关联性的关联规则可信度较高。     

An integrated TIN and Grid method for constructing multi‐resolution digital terrain models

Multi‐resolution terrain models are an efficient approach to improve the speed of three‐dimensional (3D) visualizations, especially for terrain visualization in Geographical Information Systems (GIS). As a further development to existing algorithms and models, a new model is proposed for the construction of multi‐resolution terrain models in a 3D GIS. The new model represents multi‐resolution terrains using two major methods for terrain representation: Triangulated Irregular Network (TIN) and regular grid (Grid). In this paper, first, the concepts and formal definitions of the new model are presented. Second, the methodology for constructing multi‐resolution terrain models based on the new model is proposed. Third, the error of multi‐resolution terrain models is analysed, and a set of rules is proposed to retain the important features (e.g. boundaries of man‐made objects) within the multi‐resolution terrain models. Finally, several experiments are undertaken to test the performance of the new model. The experimental results demonstrate that the new model can be applied to construct multi‐resolution terrain models with good performance in terms of time cost and maintenance of the important features. Furthermore, a comparison with previous algorithms/models shows that the speed of rendering for 3D walking/flying through has been greatly improved by applying the new model.     

面向地貌学本源的数字地形分析研究进展与展望

数字地形分析（DTA）是地理信息科学（GIS）研究的热点。但是,当前基于数字高程模型（DEM）的数字地形分析在地貌学研究中存在重形态轻机理、重现象轻过程、重地上轻地下等问题,急需从单一的地貌形态分析,迈向面向成因、过程与机理等地貌学本源问题的研究转变。据此,本文系统梳理了面向地貌学本源的数字地形分析的相关研究现状,并从地貌学本源认识、地貌形态建模、地形因子提取、以及其他地形分析方法等研究进行了系统的回顾、梳理与分析。研究表明,基于DEM的数字地形分析虽具有地貌特征分析的潜力与优势,但是,数字地形分析存在数据表达与分析模式上的先天缺陷,亟待通过基础理论与关键技术的突破,实现理论与方法的创新发展,实现从“坡面”走向“区域”,从“形态”走向“过程”,从“地形”走向“地貌”。而当今地球系统科学的研究发展态势也到了数字地形分析研究从重视地貌形态走向揭示地貌学本源的关键阶段。因此,本文从DEM数据模型增值、地形因子及其地形空间关系、以及宏观地形分析等侧面展望了面向地貌学本源的数字地形分析研究。当今基于DEM的数字地形分析研究,正像当前的GIS是否能够真正支撑地理学发展一样,已经处于一个非常关键的十字路口。面向地貌学本源的数字地形分析研究思路可望成为地理信息科学领域理论与方法创新的一次重要探索与实践。     

三角网的生成与简化算法

在三维地理信息系统的开发与研究中 ,要求三角网模型的支持 ,而高效的三角网生成算法是三角网模型的基础。该文综述各类三角网的生成算法 ,对以往被人忽视但简明高效的算法———径向扫描算法进行阐释 ,并对它的实现进行改进 ;对地形数据的简化及建立地形层次对象模型是实现高效的三维地理信息系统的关键 ,而三角网的简化是地形数据简化的基石之一 ,文中提供三种简化三角网的算法供同行讨论 ;并在微机上实现上述算法。     

体绘制技术在地学3D GIS 可视化中的应用研究

体绘制技术是目前科学计算可视化研究的一个重要组成部分，对地质体内部属性分布的可视化有重要意义。该文针对地学研究中几何建模和属性建模同样重要的特点，基于一种矢栅一体化的混合数据模型，对地质体表面采用三角面片描述几何形状，对地质体内部采用基于八叉树的自适应网格剖分技术描述内部属性特征。对网格剖分后的体数据，采用体元投射的体绘制技术进行地质体内部属性可视化，显示出很好的效果，具有实际应用意义。