基于ArcGIS的土地开发整理挖填土方量计算研究及应用

土地平整工程在土地开发整理工程设计中处于领头雁的位置,其中挖填土方量计算精度的高低直接关系到项目的合理性和投资预算.传统的土方量计算方法需要与测量工具相结合,工作量大、准确性低,而且不宜在计算机上实现.本文提出基于ArcGIS软件平台,通过不规则三角网(TIN)建立项目区数字高程模型(DEM)的方法,从计算原理及实现步骤探讨了ArcGIS在土方量计算中的应用,并以一工程实例对研究区的土方挖填量进行计算.结果表明,应用ArcGIS计算土方量,操作简便、计算精度高、能够实现三维可视化,具有可行性.     

基于CityEngine的土地整治梯田(地)自动建模研究

探讨了土地开发整理过程中梯田(地)自动三维建模的技术手段,结合Arc GIS及CityEngine软件,依据土地整治项目中梯田(地)设计的规则,自动生成田埂、边坡,并进行三维建模,为工程量计算及后续信息化系统建设提供数据支撑。     

面向虚拟地球的海陆地形多尺度TIN建模及可视化方法

提出了一种面向虚拟地球的海陆地形多尺度不规则三角网（triangulated irregular network,TIN）建模及球面快速可视化方法。利用贪心插入TIN表面简化算法构建海陆地形的离线TIN金字塔,并设计了一种高效的虚拟节点结构,对各级TIN构网实施无缝分割和分层分块存储。在利用离线TIN地形金字塔实现多尺度海陆TIN地形的快速检索和三维场景生成的基础上,通过一种接边关系编解码方案实时消除TIN地形渲染时的裂缝,最终实现多尺度海陆TIN地形场景的高效可视化。实验结果表明,该方法能显著减少海面渲染所需的面片数,并实现岛礁、海岸等破碎地形的高保真度表达,有效改善了传统虚拟地球系统采用规则格网（Gird）模式绘制海陆地形导致大量几何冗余和表达失真等缺陷。     

基于TIN模型的海底坡度三维可视化方法

针对当前海底坡度在计算方法和可视化方面的不足,本文在基于TIN模型的海底坡度精确计算基础上,提出了海底坡度的三维可视化方法.通过实验验证了所提方法的有效性和优越性,从而为客观准确选择登陆地域提供参考.     

地形可视化仿真建模技术研究与实现

在地理信息的三维可视化的研究中,TIN是构建DEM最常用的方法,为了使生成的TIN模型更具有真实感,提出了基于VB与DirectX表面绘制的方法,并通过实例验证了该方法的可行性。     

利用三维可视化平台快速计算地质灾害区塌方量的方法研究

基于三维可视化平台,利用离散点内插的方法构建地质灾害区表面TIN模型,并利用C#语言实现地质灾害区塌方量的算法.在理论上该方法所描述的地面模型逼真且能保持原始数据的原有精度,而且采用TIN进行体积计算,易于计算机实现.通过塌方区实例数据验证该方法具有速度快、精度高、作业效率好等优点,可以满足地质灾害应急需求.     

基于ArcEngine的三维地形可视化系统设计与实现

以Visual C#.NET为开发平台,以ArcEngine为开发组件,详述了三维地形可视化功能的实现方法和关键技术,设计并实现了包括地形表面生成、三维场景显示、地形因子分析及通视分析等功能的基于ArcEngine的三维地形可视化系统.     

基于GIS的3维地质建模与可视化研究

提出一种基于GIS的简单、快速和直观的3维地质建模及可视化方法。利用ArcGIS的VBA语言编写钻孔数据提取程序生成钻孔3维模型;通过空间插值工具生成地层的TIN表面模型,并基于矢量化工具获取的断裂线生成断层的3维表面模型,从而组合成地质构造的结构模型。此外,利用C#语言基于SceneControl组件开发了3维地质可视化系统原型,并对构建的地质结构模型进行了展示。系列实验结果表明,该方法具有操作简单、可视化效果好和系统开发周期短的特点,在地学研究、工程应用和其他相关领域具有一定的推广应用价值。     

基于TIN的矿体精细模型的构建与更新研究

为了获取更多关于矿体的信息,增加矿体的利用价值,对价值较高的矿体精细模型进行研究。利用宝日希勒露天矿5、6、7、8月份的采掘平面图建立三维模型和进行模型体积的计算与分析并设计展示模型的窗口。在约束条件下TIN的构建,根据实际情况对所有离散点的内部和边界加以约束,然后在TIN的基础上建立矿场三维模型,并提高三维模型的精度。应用了一种积分的方法来计算矿场表面模型的体积,通过这个方法能够提高计算精度,对最后得到的体积数据进行分析,直观体现宝日希勒露天矿在这几个月中的工作情况。将TIN展示在设计的窗口之中,在GIS平台上搭建完成,将展示的矿体三维模型进行浏览、放大、缩小的展示功能,并且通过三维模块的展示功能,将已有数据的模型更直观立体的展示,使变化更直观。通过AE环境下,VS中利用C#进行编程设计来实现一些功能,在这些功能的基础上,添加了一些测量两点间通视距离、计算多边形面积、计算TIN模型体积的功能。通过基于TIN的矿体精细模型,预测矿体的属性特点、发展方向等方面,在增加矿体实体模型所反映信息量的同时,也增强了其实用价值。     

基于WebGL的地层体信息三维可视化

地质体空间三维建模理论及相关技术对提高各类工程建设和实际应用具有重要意义。本文通过对地质体三维模型的研究,构建凸包及TIN分别拟合地层体侧边及上下表面,利用HTML5+Web GL技术不借助任何插件,在浏览器上实现了地质体模型Web3D可视化,其可视化效果良好。     

通用三维GIS场数据模型研究与实践

随着三维地理信息系统(geographic information system,GIS)应用的发展,空中电磁信号场、空气与水体污染场、地下地质属性场等连续、非匀质的三维空间属性场数据进行建模、可视化与分析计算对GIS基础软件提出了新的挑战。已被广泛应用的TIN(triangulated irregular network)与栅格数据属于表面模型,通常用来表达二维场数据,其中由TIN组成的封闭表面可用于表达三维体,但两者都无法描述非匀质、连续变化的三维属性场。探讨了在通用GIS基础软件中基于TIN和Grid进行升维表达,实现不规则四面体网格(tetrahedralized irregular mesh,TIM)和体元栅格(voxel grid)两大类三维空间场数据模型,分析了两类数据模型的特点,探讨了三维场数据在可视化和分析计算方面的关键技术,实现了基于TIM与体元栅格表达和应用三维GIS场数据,完善了GIS三维数据模型体系,实现了空/天、地表、地下全空间的一体化表达、模拟与分析计算。     

市政道路规划方案辅助审批关键技术研究

建立道路与地形的整体三维模型是实现道路三维可视化的关键,特别是在规划设计领域,通过CAD设计数据生成道路三维模型,实时展现设计效果,动态计算方案挖填方量,为市政道路设计方案技术审查提供决策支撑。从市政道路规划辅助审批需求出发,基于三维GIS技术,研究了利用区域多边形切割算法快速构建道路整体三维模型的技术与方法。     

基于TIN的公路三维表面模型建立方法

公路三维表面模型是公路三维设计的基础,其关键是设计模型和地表模型的叠加运算。本文提出了一种基于TIN的地面模型和道路设计模型叠加算法,基本原理是把参考模型的边界多边形当作约束边界线插入操作模型,在保持参考模型拓扑关系不变的条件下对其进行局部LOP优化,然后删除位于参考模型边界线内的点和三角形。本文算法具有实现简单、速度快和运算稳定的特点,已成功应用在公路三维可视化设计中。     

土地开发整理项目中土方量计算的精度分析

土方量计算是土地开发整理项目中土地平整工程的重要组成部分,其工程量的大小直接影响着工程的预算及投资。本文通过建立理想模型,对土方量的计算精度进行了分析、探讨。并以国家投资重点项目——山西省隰县土地开发整理项目为例进行示范研究,通过分析对提高土方量计算精度提出了一些观点和建议。     

大钝角剖分与最小二乘法约束迭代算法优化TIN模型研究

TIN模型通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面,就表达地形信息的角度而言,TIN模型的优点是它能以不同层次的分辨率来描述地形表面。但在相关软件对离散数据生成TIN模型时会出现边缘失真现象,特别是当一些离散数据出现凹区域时,凹区域地形逼近失真现象相当明显。而在这些凹区域大多生成的三角网以钝角三角形居多,本文对离散数据TIN模型生成DEM时存在凹区域地形逼近失真现象进行了研究。提出一种大钝角剖分与最小二乘法约束迭代算法优化TIN模型。首先对原始TIN模型中大于100°小于1800的钝角三角形进行遍历记录,然后利用最小二乘法约束迭代算法进行优化,通过此算法优化后的TIN模型生成DEM数据,分别从小区域面积稳定性与剖面拟合实际地形进行了试验与精度对比,试验显示这种算法是可行的。     

地震灾害应急三维GIS系统开发及应用

三维GIS能够将专业模型和计算结果在平台上进行直观地展示,实现三维可视化和仿真。本文基于Skyline,针对地震灾害应急管理特点开发实现了地震灾害应急三维GIS系统,利用地理信息系统强大的空间分析能力,为灾害应急抢险提供辅助决策。     

利用钻孔数据构建无缝三维地层模型

提出一种"全区厚度法"建立三维地质模型,该方法以原始钻孔分层数据为数据源,按照同一网格间距插值构建各个地层的顶底板DEM,并转换为具有拓扑关系的TIN模型,集合所有地层的尖灭线,加入到各个地层中,这时所有地层的表面模型(TIN)除了顶点Z值以外的顶点数目、顶点坐标及TIN内的拓扑关系等都相同。试验证明,该方法可以构建无缝的三维地层模型,易于表达地层的尖灭、透镜体等特殊地质现象,构建的三维地层模型易于进行剖切分析和构建地层间的拓扑关系。     

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。     

VB环境下实现不规则三角网构建的一种方法

本文研究了相关构建不规则三角网算法,利用VB可视化编程平台开发出基于逐点插入优化算法不规则三角网,实现了插入点的三角形拓扑关系维护以及局部优化LOP过程中三角形拓扑关系维护,并且利用TIN生成等高线、内插离散点等相应的功能。     

铁路路基地质三维仿真可视化信息系统研究

利用Skyline强大的模型显示功能,结合C~#和C~(++)开发模块建立了铁路路基地质三维仿真可视化信息系统。在项目规定时间内完成了地质灾害区域三维精细地理环境构建,实现了地质数据的三维展示、管理,并具备查询、量测和刨切等分析功能,为进一步开展三维设计、分析等奠定了三维框架基础。