基于ArcEngine的地层模拟算法实现

为了在计算机上可视化表达抽象的地层信息,研究基于ArcEngine插件使用Multi Patch要素探讨了地层模拟算法,实现了由文件格式钻孔数据到真三维地层模型的构建。算法有较强的可移植性和扩展性,结合青岛地铁建设应用开发三维系统,直观还原了地铁2号线周边地层的分布情况,并取得了良好的效果。实践表明:该地层模拟算法可以根据钻孔数据快速构建真三维地层模型,模拟结果能最大程度表达地层的空间和属性信息,为地下空间利用提供辅助决策。     

基于ArcEngine地质体三维建模研究

基于GIS思想,探讨了在ArcEngine与Visual Studio2008开发平台下采用混合空间数据模型与GIS模型相结合的方法建立地质体三维模型。经过探索与实践,在ArcEngine组件平台下寻求出一套构建三维地质体的接口与方法。针对往常通过钻孔数据直接构建地质层TIN存在棱角分明与实际地质体不符等缺陷,本文提出由钻孔数据通过克里金插值构建地质栅格层集,再转化成地质TIN层集的间接方法,经试验证明该方法能较好地完成对真实地质层的模拟。本研究对基于GIS平台开发构建地质体三维模型进行了有益的尝试,为地质体的三维模拟以及地下空间数字化系统的建设提供一定参考。     

基于SOA的空间数据网格应用研究

针对传统网格模型在扩展性和增长方面的缺点,利用由局域网格层、广义网格层、网格应用层组成的基于SOA的网格服务模型,将物理上分布的空间数据进行有机整合,组成一个逻辑上具有超大虚拟的空间数据库,消除了4D数据的信息孤岛,实现全国乃至全球的海量空间数据的管理。为验证空间数据管理网格的可行性,基于空间数据管理网格,采用JAVA3D工具,开发了海量地形网络三维浏览器(Web 3DTerrain Viewer)。     

激光扫描技术在地下建筑物测绘中的应用

由于地下空间GPS信号弱,传统测量方法工作量巨大,因此可利用三维激光扫描技术获取地下空间设施的点云数据。本文以某市地下车库为研究对象,研究具体施测方案,探讨如何有效获取和处理地下建筑物的空间数据。     

基于SuperMap GIS的三维数字井筒可视化系统研究

以钻井完井为代表的井筒工程技术的操作对象是在地下的,是一项"看不到的"工程。三维数字井筒可视化模拟的目的就是使用三维虚拟化技术,以低成本的三维模拟来保证和提高钻井的成功率。本文将阐述以SuperMap Realspace为软件技术基础的三维数字井筒可视化系统的研究进展,研究主要实现了真空间的井位显示、井筒轨迹及投影显示、井筒设备组装、地下层位显示和多井地下显示等功能,实现了在虚拟地下空间中对井筒的模拟展示。     

利用球体剖分瓦块构建真三维数字地球平台

全球离散网格是面向空间大数据的模型框架,常用于构建数字地球平台。基于球体的剖分瓦块不仅可以构建真三维的数字地球模型,而且可以实现天地一体化的空间数据集成、融合、表达和应用。本文详细论述了球体大圆弧QTM八叉树网格的剖分原理、网格几何特征分析和编解码方法等理论体系,并利用剖分瓦块实现了球体的任意分割以及地下、地表和空中实体的可视化建模。研究表明,球体QTM网格具有剖分规则简单、体系规整、几何特征明晰,适用性强等特点,尤其是可以推广到椭球。因而,该方案可用于天地一体化的空间数据的组织、管理与应用。     

球体测地线八叉树网格的B-rep区域填充算法

地理实体的网格化是地球系统空间网格ESSG面向真三维地理空间计算的基础.针对ESSG现有研究缺乏任意形状体要素网格化方法的问题,面向真三维地质实体构模,以钻孔数据生成的基于封闭不规则三角网的边界表达B-rep作为三维空间实体的边界约束,依据ESSG中体元的空间拓扑关系,提出一种基于球体测地线大圆弧八叉树网格SGOG的三维空间区域填充算法.主要步骤包括空间直线段的网格化、B-rep三角面的网格化和基于上述点、面边界约束的三维空间径向扫描式填充.实验表明,该算法可以实现三维空间的网格填充,且算法的速度快、效率高.     

全球六边形离散格网数据的三维可视化方法

针对全球六边形离散格网的三维显示化方法开展研究,设计了一种六边形格网的空间层次结构(hexagonalquaternary balanced structure,HQBS),采用四位码元对格网单元进行编码,定义并实现了格网向量的基本运算,利用这些运算可以方便地实现格网单元的空间索引。在此基础上还研究了全球离散格网的动态生成与显示算法、可视化区域裁剪等相关内容。试验表明:全球格网动态生成的效率110～370单元/ms之间,加载空间数据后,格网数据和空间数据逐层加载的时间在300 ms左右,能够保证加载空间数据后的显示刷新率在20帧/s左右。     

基于地层信息插值的FLAC3D简易建模方法

为建立一种简易的FLAC3D建模方法,降低FLAC3D前处理时的建模难度,本文基于Python编程语言开发了建模文件生成程序。该程序以岩体各层位的高程信息为基础,采用Kriging插值生成离散网格点数据;并采用离散网格点自动生成建模所需要的网格数据文件;将该文件导入FLAC3D软件中,即可生成与真实钻孔数据和地层信息吻合的三维模型。程序提供了3种FLAC3D内置单元模型可供选择。该方法采用Kriging插值算法,可生成精确的三维地层模型数据。与FLAC3D软件自身的脚本建模语言相比,该方法简单快速。本文使用3类应用数据进行建模,验证提出的插值建模方法可以针对复杂的地形和地质信息生成精确的三维模型。研究成果为采用FLAC3D进行复杂地质区域数值模拟计算提供了一种简单、高效、准确的建模工具。     

三维激光扫描技术在城市地下空间的应用研究

三维激光扫描技术能通过高速激光扫描测量的方法,获取被测物体表面高精度的空间几何信息,通过密集的点云数据可快速实现物体的三维建模。为验证三维激光扫描技术在城市地下空间应用的可行性,以嘉善县地下空间为例,研究了该技术在地下空间建模中的应用,并利用嘉善县三维框架展示平台实现了对地下空间数据的有效管理。经验证三维激光扫描技术具有数据采集速度快、精度高等特点,提高了三维建模的效率。     

基于ArcGIS的空间信息3维建模

信息时代悄然而至,人们已不再将可以定量表达的信息结果局限在2维空间上,逐步向3维空间信息表达深入。利用虚拟现实技术,建立3维信息模型,对存储在数据库中的信息数据进行提取、处理,实现了3维信息的虚拟可视化以及虚拟环境中数据交互查询和交互操作的全过程,并在3维虚拟环境中实现了相应的数据空间分析。     

基于空间数据库VRGIS的研究与应用

结合空间数据库、GIS、计算机图形学、RS等技术构建了虚拟现实地理信息系统。通过研究地形数据的生成及空间数据库的存储管理,实现了遥感影像的自动配准及无缝拼接;基于四叉树的LOD算法、地形节点评价系统、动态调度及大规模纹理映射等技术的研究,实现了地形数据的3维可视化;提出了自适应特征数据覆盖渲染算法,将2维GIS特征数据覆盖叠加到所创建的3维模型上,构建了虚拟现实环境。该系统成功应用于胜利油田,实现了地下油田的虚拟现实3维可视化,具有一定的理论价值和现实意义。     

城市三维虚拟现实数据采集前沿技术

虚拟现实是人类探索自然过程中创造形成的一种用于认识自然、模拟自然,进而更好地适应和利用自然的科学方法和技术。空间数据采集技术是城市三维虚拟技术中关键的技术。基于三维点云提取的三维激光扫描技术有地基、空基、车载、星载等广泛的数据采集平台;基于图像形式提取的数据采集技术除了广泛的数据采集平台,还有多形式多光谱的摄影测量与遥感数据采集技术体系;基于地下空间信息的提取主要通过建设涉及方案与地球物理勘探方法结合普通测量实现数据采集并建模。     

基于二三维一体化平台的城市综合地下管线信息管理系统建设

基于当前二维GIS平台软件(ArcGIS)与三维GIS平台软件(CityMaker),给出一个二三维一体化的综合地下管线信息管理系统建设方案。论述了系统总体结构设计、数据组织、二三维联动机制与系统主要实现的功能,系统二维地图窗口负责基于二维管线数据的查询、统计、空间缓冲区分析与管线断面分析,三维场景下管线浏览、属性查询、问题视频图片挂接等,为满足城市综合地下管线信息化建设与管理提供有效途径。     

地下工程多层TIN面片与形变测量数据融合模型的构建及可视化研究

利用地下工程监测数据的空间特性,对离散监测点和等高线采样点进行混合建模,采用带约束条件的点缓冲及填充算法分析实现了地形图与地表常规形变监测数据的结合,并自编程序实现了地下工程多层空间(不规则三角形网面即TIN面片)的可视化,揭示地形图与地表常规离散点形变监测数据之间的关系和隐藏在相应数据背后的信息.同时,探讨了应用多层TIN面片和其他背景图层的混合空间3维建模.     

基于TerraSuite的网络化三维空间信息平台的构建

介绍了基于TerraSuite的三维影像平台,分析了结合TerraSuite与ArcGIS软件实现网络化三维平台的可行性,构建了基于TerraSuite与ArcGIS的网络化三维空间信息平台。     

一种高效的三维GIS数据库引擎设计与实现

针对大规模三维城市建模与数据库协同应用,设计实现了一种高效的三维GIS数据库引擎,支持基于Oracle 11g的多模式数据库管理;提出了顾及语义的三维空间数据库模型,为地上下室内外三维空间数据的一体化组织管理奠定了基础。介绍了该引擎涉及的多层次三维空间索引、多级缓存、多线程调度以及异步通信传输等关键技术,并用武汉市三维城市模型数据进行了试验分析,验证了该引擎的有效性和可靠性。     

集成空间信息技术的大型土遗址信息化保护

为了实现大型土遗址的信息化保护和有效利用,本文研究利用激光扫描技术获取遗址建筑三维数据、测绘技术获取地形数据、遥感技术获取地形纹理数据、数码相机拍摄获取遗址建筑纹理数据、地理信息系统技术实现空间数据分析,以及利用虚拟漫游技术实现数据的虚拟漫游与可视化,通过以上技术集成,建立了大型土遗址信息化保护系统,实现了交河故城的三维虚拟再现和信息化保护。     

基于钻孔数据的地层三维可视化改进算法

地层可视化是三维GIS在地学中的一个重要应用。针对矿山特性,在综合前人研究成果的基础上,给出了一种由工程钻孔数据构建三维地层模型的方法,同时改进了构建地层的三角格网生成算法,提高了三角格网的生成速度,并通过一个建模实例展示了该方法的实际建模效果。     

基于Arc Engine的县级GIS应用系统的开发

结合县级GIS应用的需求和特点,以测绘“4D产品”数据为基础,建立了包括沁水县在内的多个县级SQL Server+ARCSDE空间数据库,并运用ArcGIS Engine开发工具建立了面向用户的统一的应用平台,实现了多尺度、多类型的数据管理、空间查询、三维地貌浏览、统计制图和空间分析等功能。