面向大规模滑坡灾害模拟的地形建模与三维可视化

针对大规模滑坡灾害模拟时滑坡模拟计算和大规模地形渲染导致内存消耗大、难以实现大规模滑坡地形数据渲染的问题,提出了一种四叉树多分辨率地形渲染方法。考虑到大规模滑坡地形数据的海量性,分层分块组织地形数据,构建地形块线性四叉树索引;并结合提出的地形节点查找方法动态查找和调度地形数据,建立节点细分评价体系和地形接边算法,提出了四叉树多分辨率地形渲染优化算法。实验结果表明,利用所提出的大规模滑坡地形渲染算法,合理调度三维场景数据,满足了大规模滑坡地形数据渲染要求,也实现了大规模地形高保真度表达,为大规模滑坡模拟奠定基础。     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用。文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游。运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果。     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用.文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游.运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果.     

大规模三维地形实时漫游关键技术研究

针对大规模三维地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域广泛应用的关键技术与难点,介绍了在四叉树地形数据简化算法的基础上,采用数据分块、基于块节点的视景体裁剪、部分数据常驻内存以及边界裂缝消除等实现对大规模地形数据的快速漫游的方法。实验结果表明,该成果能够实现大规模三维地形的实时漫游。     

一种基于GPU Tessellation的地形渲染方法

为了在大规模地形实时渲染过程中提高渲染效率和得到更平滑逼真的地形,该文提出了一种基于GPU Tessellation技术的地形可视化方法。该方法首先对地形预处理构建四叉树;使用视锥体裁剪和LOD选择降低CPU-GPU数据传输量;在三角化阶段利用GPU代替传统的CPU进行三角化方法极大地减轻CPU的负担并且提高了渲染速率;同时引入地形粗糙度计算GPU Tessellation算法内部细分因子,达到平滑而又不失细节的地形表面渲染效果;以数据细节层次动态设置GPU Tessellation算法的外部细分因子消除了T型裂缝。实验结果表明,该方法CPU利用率低,能够以较小计算代价消除T型裂缝,在地形实时交互式漫游系统中能以较高的渲染帧率输出平滑、逼真的三维虚拟数字地形。该文方法可运用到大规模地形可视化系统中。     

利用3D_DP和Quad_TIN的地形实时动态显示算法研究

将地貌综合的三维Douglas-Peucker方法引入到地形LOD中,通过构建Quad_TIN模型,提出了一种地形实时动态显示的新算法。该算法首先从全局重要性角度将不规则采样点分级;再利用孤立分割的方式建立四叉树空间索引,结合了规则格网的四叉树结构和不规则采样点的TIN结构在虚拟表达中的优势,并消除了节点间的依赖关系;然后,根据视距和模拟误差确定四叉树的绘制层次和插入采样点的顺序及数量;最后,通过添加拆分点消除节点间裂隙。实验表明,该算法在保证地形表达速度的同时提高了模拟精度,对其他模型的LOD表达也是一种借鉴。     

大规模地形实时绘制的算法研究

讨论了地形模型的多分辨率表示机制、节点评价函数、动态简化算法、裂缝的解决方法、三角网快速构建等地形可视化中的关键问题。实验结果表明，本文提出的算法实时、高效，可以满足大规模地形可视化要求。     

基于LOD的大规模地形实时绘制方法

提出基于四叉树的LOD实时绘制方法,对LOD模型中的节点评价因子进行了改进,提高了图像的真实感,采取几何形变消除跳跃现象;提出一种新的动态场景调度和快速扫描裁剪的方法,实现了大规模地形漫游的实时性和画面流畅性;引入Ver-tical Skirt技术用于块间裂缝现象的消除,实现了地形块LOD绘制的独立操作;最后在VC++6.0平台上利用OpenGL实现了基于本文算法的地形可视化系统,验证了本文提出的方法可行性。     

去LoD层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法

海量三维地形的实时渲染技术是三维可视化领域的核心技术和难点之一。针对传统地形裂缝消除方法中存在的瓦片层次约束强、渲染效率低的问题,本文提出了一种去Lo D层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法。在分析地形四叉树组织方式及地形可视化Lo D控制规则的基础上,首先建立包含地形瓦片角点及边邻居关系的四叉树地形多分辨率表示结构;然后根据视点相关的Lo D控制规则,动态地改变地形四叉树节点的分裂或合并状态,更新四叉树;最后根据线性插值算法修正四叉树中互为邻居关系的瓦片高程以消除地形裂缝。通过海量山区地形数据的试验,验证了本文算法的可行性与高效性。     

大规模地形实时绘制中的地平线遮挡剔除算法

大规模地形场景包含大量的几何数据,无法一次性载入内存,并具有极高的复杂度,因而无法进行实时绘制。本文提出一种用于大规模地形场景的实时地平线遮挡剔除算法。该算法采用四叉树结构构造地形的多分辨率层次细节模型,按照大致由前向后的顺序遍历地形时构建遮挡地平线,应用地形包围盒技术,把地形区域与地平线相比较,以确定何时它们对于视点来说完全被遮挡并剔除这些被遮挡的区域。实验结果表明在贴地漫游的情况下,显著提高了场景绘制速度,证明了此算法的有效性。     

Monitoring drought dynamics in the Aravalli region (India) using different indices based on ground and remote sensing data

The hard-rock hilly Aravalli terrain of Rajasthan province of India suffers with frequent drought due to poor and delayed monsoon, abnormally high summer-temperature and insufficient water resources. In the present study, detailed analysis of meteorological and hydrological data of the Aravalli region has been carried out for the years 1984–2003. Standardised Precipitation Index (SPI) has been used to quantify the precipitation deficit. Standardised Water-Level Index (SWI) has been developed to assess ground-water recharge-deficit. Vegetative drought indices like Vegetation Condition Index (VCI) and Temperature Condition Index (TCI) and Vegetation Health Index (VHI) have been computed using NDVI values obtained from Global Vegetation Index (GVI) and thermal channel data of NOAA AVHRR satellite. Detailed analyses of spatial and temporal drought dynamics during monsoon and non-monsoon seasons have been carried out through drought index maps generated in Geographic Information Systems (GIS) environment. Analysis and interpretation of these maps reveal that negative SPI anomalies not always correspond to drought. In the Aravalli region, aquifer-stress shifts its position time to time, and in certain pockets it is more frequent. In comparison to hydrological stress, vegetative stress in the Aravalli region is found to be slower to begin but quicker to withdraw.     

地理数据库的关系模型及其实现

本文从以图论观点分析地理实体入手,系统阐述了地理数据库关系模型的设计法和过程。作者于1984年4～9月间在微型机上设计建立了关系型地理数据库的实方验系统(RGDB)。该系统采用了本文提出的关系模型,采用了可动态扩库的子库组合结构,这种结构具有灵活性和提高空间利用率的优点。RGDB含有多种功能的数据操作命令,除了具有一般检索功能外,还能进行“开窗”选取和十分“自由”的映象选取。本文对RGDB系统的主要性能和实现途径作了扼要介绍。     

基于WebGL的三维智慧管网系统的设计与实现

随着城市面貌日新月异,地下管网的建设也在持续推进,作为城市的地下“神经网络”,全天24 h保障城市的正常运转和发展。本文以实现城市管网管理系统的高可用、无插件、智能化为目标,采用“地上地下一体”“二三维一体”的设计理念,研究基于WebGL的三维智慧管网系统的关键技术,实现了管线设施管理的信息数字化、空间化与图形化。     

基于SVG的矢量WebGIS实现技术研究

SVG是一种基于XML的用来描述二维矢量图形和矢量/栅格混合图形的标记语言,虽然SVG不是为了面向地理空间数据发布而制定的标准,但它的许多特性都能被广泛地应用到WebGIS中,从而实现矢量WebGIS。由于SVG通过简单的文本语句描述矢量图像,所以SVG通常数据量很小,并且SVG支持GZIP压缩,所以基于SVG构建WebGIS能减轻网络传输负载,加快地图显示速度。SVG内置了对JavaScript的支持,且SVG可通过DOM解析映像成内存中的树型结构,所以客户层可通过JavaScript对DOM的操作实现对地图的缩放、漫游、查询、图层控制等交互操作。     

浅谈DDE技术在MapInfo中的实现和应用

本文在讨论DDE技术的基础上，对MapInfo的DDE机制的实现作了探讨和分析。根据技园区域GIS的实际开发工作，介绍了利用DDE技术在MapInfo中成功地集成Foxpro和Autocad.     

遥感技术在土地利用动态监测中的应用

主要论述遥感技术在土地监测中的应用,以某地区土地利用动态遥感监测研究项目的运作过程为例进行阐述。首先介绍了土地利用动态监测的具体内容和技术路线。其次,对数据预处理与信息采集的方法与手段进行了探讨。最后,对作业的内、外业主要过程以及应提交的成果作了介绍。     

Web Service与地理信息互操作

结合当今主流IT将互联网带入Web Service的趋势,以GIS工作者的视角剖析、审视这一发展趋势对GIS互操作的重要意义。文章在介绍Web Service的设计理念及相关技术的基础上,分析了传统空间地理信息互操作技术的局限性,概括总结了Web Service在空间地理信息的共享、互操作和集成上的良好支持和适应性,指出Web Service是未来实现GIS互操作的最佳解决方案。     

Automatic extraction of building roofs using LIDAR data and multispectral imagery

Automatic 3D extraction of building roofs from remotely sensed data is important for many applications including city modelling. This paper proposes a new method for automatic 3D roof extraction through an effective integration of LIDAR (Light Detection And Ranging) data and multispectral orthoimagery. Using the ground height from a DEM (Digital Elevation Model), the raw LIDAR points are separated into two groups. The first group contains the ground points that are exploited to constitute a ‘ground mask’. The second group contains the non-ground points which are segmented using an innovative image line guided segmentation technique to extract the roof planes. The image lines are extracted from the grey-scale version of the orthoimage and then classified into several classes such as ‘ground’, ‘tree’, ‘roof edge’ and ‘roof ridge’ using the ground mask and colour and texture information from the orthoimagery. During segmentation of the non-ground LIDAR points, the lines from the latter two classes are used as baselines to locate the nearby LIDAR points of the neighbouring planes. For each plane a robust seed region is thereby defined using the nearby non-ground LIDAR points of a baseline and this region is iteratively grown to extract the complete roof plane. Finally, a newly proposed rule-based procedure is applied to remove planes constructed on trees. Experimental results show that the proposed method can successfully remove vegetation and so offers high extraction rates.     

遥感和GIS技术应用于伊拉克南部Basrah省土地利用/覆盖变化及城市扩张研究(英文)

In recent years, land use/cover dynamic change has become a key subject that needs to be dealt with in the study of global environmental change. In this paper, remote sensing and geographic information systems (GIS) are integrated to monitor, map, and quantify the land use/cover change in the southern part of Iraq (Basrah Province was taken as a case) by using a 1:250 000 mapping scale. Remote sensing and GIS software were used to classify Landsat TM in 1990 and Landsat ETM+ in 2003 imagery into five land use and land cover (LULC) classes: vegetation, sand, urban area, unused land, and water bodies. Supervised classification and normalized difference build-up index (NDBI) were used respectively to retrieve its urban boundary. An accuracy assessment was performed on the 2003 LULC map to determine the reliability of the map. Finally, GIS software was used to quantify and illustrate the various LULC conversions that took place over the 13-year span of time. Results showed that the urban area had increased by the rate of 1.2% per year, with area expansion from 3 299.1 km² in 1990 to 3 794.9 km² in 2003. Large vegetation area in the north and southeast were converted into urban construction land. The land use/cover changes of Basrah Province were mainly caused by rapid development of the urban economy and population immigration from the countryside. In addition, the former government policy of “returning farmland to transportation and huge expansion in military camps” was the major driving force for vegetation land change. The paper concludes that remote sensing and GIS can be used to create LULC maps. It also notes that the maps generated can be used to delineate the changes that take place over time. Supported by the Al-Basrah University, Iraq, the Geo-information Science and Technology Program (No. IRT 0438)China).     

地物质数特性与时空关系的数学表述研究

地物的质量和数量特征及其时空关系是地图表示的客观基础。本文对其相关概念给出了数学定义 ,并根据拓扑学原理 ,论证了从三维空间到地球椭球面 ,从地球椭球面到二维地图平面存在着同胚关系 ,从而为地图的空间认知提供了数学基础和理论解释