一种抽水蓄能电站三维可视化方法研究与实现

水电站虚拟仿真的核心是三维可视化建模。通过对地表影像建模、水工枢纽与建构筑物点云建模、主机设备与管路参数化建模技术的分析论述,在三维地理信息平台City Maker实现了3种建模技术融合,完成了对清远抽水蓄能电站的三维可视化建模。     

矿山开采沉陷专题信息表达新模式

针对矿山开采沉陷所引发的地表形变信息表达和准确制图问题,该文结合遥感影像与地形图等数据,基于矿区开采沉陷变形预计结果和三维可视化方法,对矿山开采沉陷专题信息表达及其GIS制图新模式进行了探究。实现了矿区地表下沉、水平移动、水平变形、倾斜和曲率的形变信息应用分析与可视化,以及下沉盆地水淹范围模拟图、三维地表变形影像图、特定区域变形分析图、采动损坏等级分布图等制图功能。     

一种顾及矿区地形特征的开采沉陷三维可视化实现方法

针对已有开采沉陷三维可视化方法中不能考虑矿区三维地形特征的不足,本文通过计算机语言编制开采沉陷预计程序对矿区地表点进行三维坐标变形预计计算与坐标融合计算,并基于数据传输的方式与ArcGIS进行结合,实现了顾及矿区三维地形特征的开采沉陷三维可视化。利用该方法生成的三维表面,克服了已有开采沉陷三维可视化方法中不能表现矿区地表塌陷后移动和变形状况的不足,而且能充分利用ArcGIS强大的空间分析与空间数据查询功能,实现了GIS在开采沉陷领域中的良好应用。     

基于ArcGIS和CityEngine的三维虚拟数字校园设计与实现

利用Google Earth卫星影像和地理测量数据,借助ArcGIS和CityEngine软件平台构建三维数字校园,对陕西理工大学南校区构筑物矢量化和三维模型构建,实现数字校园的三维场景设计与可视化。在CityEngine三维建模过程中,使用ArcScene和3D Max纹理贴图,能有效地进行地物三维模型表达,并实现具有界面浏览、位置导航、信息查询、量算统计等功能的数字校园可视化系统。     

三维地理景观多方位一体化表达技术研究

针对三维可视化技术在地理景观表达中的应用现状,设计了一种基于二维、三维及360°全景技术的地理景观多方位可视化方案,探讨了三维地理景观多方位一体化表达系统的构建流程以及关键技术;并结合传统制图、三维建模、360°全景、Html等技术,采用地貌晕渲图、三维场景和360°全景实时联动的方式构建了三维地理景观多方位一体化表达系统,实现了对三维地理景观的多方位可视化与空间分析,在实际应用过程中取得了较好效果。     

基于ArcGIS与3DS MAX的虚拟校园三维场景的应用研究

随着GIS应用的深入,人们越来越多地要求在真三维空间中处理问题,怎样将地图中的二维场景转换为视觉上逼真的三维立体空间是三维虚拟技术的关键所在。三维GIS为立体空间信息的展示提供了更加丰富、逼真的平台,使人们将抽象难懂的空间信息进行可视化和直观化。小范围的二维地图的三维可视化景观格局的构建为三维场景的虚拟化提供了底层支持。其中,数字校园的三维可视化建模就是三维地理信息的一个重要分支。本文以辽宁工程技术大学北校区为研究区域,利用3DS MAX对校园的建筑及基础设施进行三维场景建模,以ArcGIS为平台支撑,最终实现了校园景观格局的三维可视化,拓展了属性实时查询及实时实地视觉体验等功能,实现了真正意义上的三维可视化虚拟校园。虚拟化数字校园的构建,可以提高学校知名度,也为学校的后期规划和管理提供了直观的模拟,具有十分重要的潜在价值。     

基于ArcGIS的三维场景自动化精细建模

主要研究将ArcGIS强大的图形、属性数据组织和管理能力与CityEngine基于CGA规则的建模思想相结合,进行大面积三维场景的自动化精细建模,高效实现三维可视化.不但能够实现GIS数据中各种属性的快速、自动建模,还能实时修改规则,调整模型显示,降低了三维GIS建模的成本,缩短了三维建模的周期,同时也扩展了参数化精细建模的应用领域.     

地质三维体重构的算法研究及其计算机实现

三维空间建模和可视化技术成为GIS研究的热点之一。可视化技术是当今表达和分析复杂数据的有力工具,将可视化技术引入到DEM和三维地质模型,可以实现三维地形和地质体的生成与仿真。简要介绍了OpenGL三维图形工具包及其与高级语言结合编程方法,探讨了基于多轮廓线的地质三维体的建模方法,以VC++6.0高级程序设计语言为开发平台,结合OpenGL图形库,开发了地质三维体的建模实验系统。     

多视觉变量与单目视觉线索组合的三维地质模型增强可视化分析

可视化与可视化分析能有效提升枯燥、抽象数据的认知能力。然而,受地表环境要素遮挡、三维地质模型的不规则几何特征等要素影响,地下局部空间视觉表征中断,难以高效感知和交互分析地质要素及要素间的空间、属性特征。因此,本文提出了一种多种视觉变量和单目视觉线索组合的三维地质模型特征信息的增强可视化分析方法,实现了三维地质模型关键信息的增强表达与定量分析,并选择重大铁路某大桥和某隧道两个区域地质单元进行了案例试验分析。结果表明,与现有三维网格类标尺可视化分析方法相比,本文方法的精度和效率分别提升了13.63%、29.32%;根据参与者的调查统计分析,可视化效果与交互体验也有较大提升,证明本文方法可以更高效地感知和分析复杂三维地质模型场景中的关键特征信息。     

城市三维管网建库及高效可视化

针对二维管线信息系统对于城市综合管网的展示缺乏直观化和综合化的问题,该文在构建三维管网数据库的基础上,提出了一种城市三维管网实时建模方法。无需事先建模,通过整合多种GIS和非GIS的管网数据,并结合三维管网数据库中的三维管网符号模型库和可视化参数配置,实现高效三维管网的实时建模和可视化。以重庆市某区域为例,生成的三维管网具有顾及LOD级别、效率高、仿真性好、保持GIS数据特性、支持动态更新等特点,结合三维城市模型和三维地质模型,可以实现地上地下一体化的三维效果。     

优化先验模型参数的矿区多轨InSAR三维形变监测

监测煤矿开采导致的地表三维形变对于矿区地质灾害防控和开采沉陷机理研究至关重要。针对单轨道InSAR和先验模型融合解算矿山三维形变存在精度不高、时间分辨率差的问题,本文提出了一种通过优化先验模型参数的矿区多轨InSAR三维形变解算方法。首先,利用Weibull模型同步4个轨道LOS向形变位移,以此削弱不同轨道之间时间异步对三维形变解算精度的影响,并采用加权最小二乘求解矿区垂直向和东西向形变;然后,根据垂直向和东西向形变优化矿区开采先验模型参数;最后,解算南北向形变位移。利用覆盖大同矿区的TerraSAR-X数据和3个轨道Sentinel-1 InSAR数据集对本文方法进行验证。研究结果表明,与地面GPS监测点相比,本文方法可以获得相对精确的三维形变结果,垂直向RMSE、东西向RMSE和南北向RMSE约为1.1、1.4和2.1 cm。     

多源数据融合技术在古建筑三维重建中的应用

针对单一点云数据建模时自动化程度低、模型不够完整等问题，提出了一种基于多源数据融合技术的三维重建方法。其基本思路是将地面激光点云与空地影像相结合，在对多源数据进行预处理、坐标系统一、数据融合配准、目标特征提取与识别的基础上，实现模型重建。试验结果表明：采用地面激光点云+空地影像融合建模能得到更加精确、完整和美观的实景三维模型。     

SBAS-InSAR方法支持下的矿区地表沉降监测及参数反演

煤矿开采极易诱发各类地质灾害,从而对矿区人民的生命财产安全带来严重影响。因此,对矿区地表进行形变监测及对其开采面参数进行反演获得形变规律,可有效防止矿区地质灾害的发生。本文选取山西省的店坪煤矿和汾源煤业作为研究区域,基于Sentinel-1A卫星影像数据,使用小基线集（SBAS）方法提取研究区的形变结果。使用Okada模型对5-101工作面参数进行反演和分析,并将反演结果与采工图实测数据进行对比验证。结果表明：①煤矿开采引起的地表形变程度与煤矿开采长度成正比;②急倾斜厚煤层开采引发的地表形变程度要比近水平薄煤层引起的地表形变程度大,更容易造成地表塌陷;③Okada模型反演较短近水平薄煤层的开采参数精度较高,说明该模型适用于此类型煤矿开采参数的反演。     

地球重力场可视化数据挖掘平台WHU-3Dgravity的设计与实现

随着地球重力场理论研究的发展,地球重力场的三维可视化成为需要,将数据挖掘技术应用于地球重力场三维可视化是一个新兴的研究领域。为此,提出了地球重力场可视化数据挖掘平台WHU-3Dgravity的设计与实现,并对其关键技术进行了分析。     

基于实景三维的露天矿山开采动态监管方法研究

采用三维地质建模技术,利用地质勘查数据,构建三维矿体模型、采矿区范围模型,并实现地上下三维一体化,整合完成露天矿山地上下三维模型,作为露天矿山动态开采的信息基础,进行了越界超采监测、开采量监测、开采活动监测、开采历史监测,总结了一套有效的露天矿山开采监测技术方法。     

基于等高线的Multigen Creator地形建模

Multigen Creator具有强大的地物建模功能,但不同领域的建模仍缺乏统一的方法,应结合领域特点与应用需求进行具体方法设计。本文以某露天采石场的3维建模与可视化为例,探讨了基于等高线建立3维地面模型实现可视化的方法,介绍了其在某采石场的应用,模拟开采后的整个生态地貌,为政府决策以及绿色开采提供了有力的技术支持。     

空地一体化快速实景建模技术探究

智慧测绘地理信息服务的发展对实景三维模型的真实感、实用性和精度提出了更高的要求，如何快速生产高精细、高精度实景三维模型成为测绘地理信息热点研究方向之一。本文结合空中倾斜摄影测量建模的特点，探索了基于空中倾斜摄影和地面近景摄影测量快速进行一体化建模的技术，从近景传感器设计、数据采集、数据处理三方面探究了一套高效的空地一体化建模工艺，并完成了试验区的空地一体化实景模型制作，取得了较好的效果。该项研究弥补了空中倾斜摄影建模在近地面模型变形甚至缺失的不足，使基于倾斜摄影测量进行实景建模进入了一个新的阶段。     

顾及地物类别的倾斜摄影三维模型简化方法

基于倾斜摄影测量的三维建模已成为城市级实景三维建设的发展趋势。在城市三维模型中,由于植被表面不平整,需要用大量的三角面来刻画,但这并不是实景三维数据记录和表达的重点,并且大量的数据会给模型展示和应用带来很大的困难。因此,本文提出了一种顾及地物类别的倾斜摄影三维模型简化方法。首先,计算三维模型的纹理信息和几何信息,结合马尔可夫随机场(MRF)顾及空间一致性的优点提取植被;然后,采用二次误差测度(QEM)算法简化特定的植被区域;最后,对简化后的白膜模型进行纹理重映射。试验结果表明,本文方法能够准确提取并有效简化植被区域,纹理重映射的结果在外观上也与原始模型相差无几,取得了预期的良好效果。     

三维激光扫描技术在矿山表面积计算中的应用

基于三维激光扫描技术进行表面积计算的原理为:获取的目标表面海量点云数据,采用一定的数学计算方法,便可求得场区的表面积。该方法弥补了传统方法计算物体表面积只能获取表面离散点坐标,对于因堆积物表面形状复杂而无法测量到的离散点,只能通过插值计算得到的缺陷;解决了随着计算范围增大或地面起伏变化工作量不断增大,计算误差会随着地面起伏的增大的问题。结合项目实例,本文提出了一种采用三维激光扫描技术进行废弃矿山修复治理区的三维信息采集和表面积核算方法,并对该方法表面积计算的技术原理、表面积计算的技术路线及项目实施过程中遇到的难题及解决方案问题进行了详细阐述,为后续相关项目实施提供了一定的参考依据。     

铁路沿线地物参数化三维建模方法研究

提出了一种利用DOM和Li DAR点云数据的参数化建模方法,利用DOM分析地物的模型特征,通过Li DAR点云数据获取地物特征点坐标,采用特定的三角网连接方法构建出地物的三维模型,最后对模型进行贴图显示。这里所构建地物模型的方法不仅快速高效,而且自动化程度高,能够满足铁路三维GIS展示的要求;同时,由于是通过点云数据构建模型,在后期导入三维地形过程中能够大量减少安放地物模型工作。