基于混合三维数据模型的二、三维联动研究

结合二维和三维GIS的优势,提出一种介于数据层和可视层的二、三维联动新方法。通过一个基于World Wind平台的二、三维联动的可视化原型系统应用实践,验证新方法能够为GIS系统提供真实的三维交互界面,并通过消息机制实现二、三维地物符号的互操作并达到以三维到二维联动的可视化效果。     

城市空间三维地图及其在智慧城市中的应用

对城市空间三维地图相关的关键技术进行了系统梳理,结合深圳市拟建设的"数字政府"基础时空平台——"深圳市可视化城市空间数字平台"开展实例研究。结果表明,从二维地图可视化提升到城市空间的三维地图可视化,需要从现有的空间数据模型、数据组织与调度逻辑、地图可视化表达方法等方面开展研究,形成城市级的三维数据可视化表达核心框架,满足各类城市应用可视化渲染与仿真需求。     

基于极球面投影的极区格网等角航线

针对传统极区航行通常采用格网导航执行大圆航线,大圆航线上格网航向角不同不利于航行控制以及大圆航线在极区投影图上不完全投影为直线引起固有原理性误差的问题,借鉴中低纬度地区等角航线上地理航向角相等以及在墨卡托投影图上为直线便于航行控制和绘算的思想,提出了一种在极球面投影图中表现为直线的"等角航线"——格网等角航线。在研究双重投影的极球面投影以及格网导航方法的基础上,提出了格网等角航线的定义,推导了航线方程,并根据该航线的航程和航向角计算方法进行航线仿真设计。理论分析和仿真验证表明:航线上格网航向角处处相等,在极区投影图上表现为直线;格网等角航线与大圆航线、大椭圆航线相近,航程较短。因此,极区格网等角航线可以与格网导航方法、极球面投影精确配合应用,适合于极区航行。     

极地海区等距离正圆柱投影平面上等角航线的展绘方法

墨卡托投影由于其纬度渐长的特性导致在极地海区投影存在严重的长度变形,无法在南北纬80°以外高纬度海区航海图中较好地应用。将长度变形程度明显低于墨卡托投影的等距离正圆柱投影作为极地海区的海图投影,研究了该投影平面中等角航线在极地海区的展绘方法。建立了等距离正圆柱投影平面上等角航线方程并对其曲率进行了分析,推导了绘制一般曲线形态的"以直代曲"公式;最后提出了一种可满足给定精度要求的等角航线展绘算法。实验结果表明:该算法简单易行,可在海图编绘规范规定的误差范围内,实现等角航线的精确展绘。     

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GIS的机场航线规划与管理研究

航线的分析与管理是机场全寿命周期里一项重要的工作,航线可视化是分析与管理的前提。通过对各种航线进行研究并结合GIS平台的特点,对机场坐标系与世界坐标系的转化以及投影坐标系的选择进行了讨论,为适应可视化与分析的要求,对航线进行分解,提出通用航线段模型,并结合GIS平台实现了基于上述模型的航线可视化与管理系统。     

城市街道景观三维可视化的快速实现

提出了融合车载序列影像和二维矢量地图、快速实现城市街道景观三维可视化的方法。实验证明了该方法的有效性。     

基于多源数据融合的矿用卡车空间信息可视化

为分析矿用卡车的行驶轨迹与设备的运行状况,方便对卡车进行调度、监控与管理,本文将卡车的空间信息和属性信息进行融合以实现矿用卡车空间信息的三维可视化。通过将矿用卡车上采集的数据储存到数据库中,采用C/S架构进行设计,实现矿用卡车轨迹数据显示、数据融合以及三维可视化等功能。以高分辨率的遥感影像作为底图,将矿用卡车的空间信息和属性信息以二维和三维的形式显示出来。根据三维现实化的结果,既方便显示卡车的运行轨迹又可实时查看卡车轮胎温度等属性信息。     

基于C#和DirectX的三维虚拟校园构建探讨

Microsoft DirectX是一套用于创建游戏和多媒体程序的底层应用程序接口(API),它支持高性能的二维和三维图形显示、声音以及输入等。利用DirectX能够实现真实场景的三维建模,并能够对场景进行渲染。文中运用C#编程语言,调用DirectX接口,结合3DSMax建模,探讨三维虚拟校园的构建方法,并以辽宁工程技术大学(中华路校区)为例,对部分场景进行虚拟3D建模及其可视化操作,实现了三维虚拟校园的初步构建。     

基于ArcGIS Pro的网络三维地图可视化平台建设研究

现阶段的三维WebGIS存在交互性弱、体验感差、可视化程度低等不足,如何构建一种强交互式的三维可视化地图平台成为研究的趋势之一。研究了基于ArcGIS Pro的网络三维地图可视化平台的建设方案,首先采用ArcGIS Pro绘制平面底图,然后利用SketchUp和CityEngine构建三维模型,再依托ArcGIS Pro发布模型,最后采用 Web技术开发平台功能。实验证明,该方案能实现网络三维地图的可视化功能,并具有较强交互性和良好体验感,可应用于规划、旅游和游戏设计等多个领域。     

基于改进Web墨卡托投影的瓦片地图服务设计与实现

为解决网络地理信息应用二、三维一体化显示需要,通常做法是处理并存储两套不同投影的地图瓦片数据,一套采用Web墨卡托投影,面向二维地图应用;一套采用经纬度坐标,面向三维地图应用。这在一定程度上降低数据处理效率、浪费存储资源。文中提出一种改进Web墨卡托地图投影方法,并设计一种面向影像地图和DEM数据的瓦片化方法。方法生成的影像地图瓦片数据既能同时面向二维地图和三维可视化场景使用,又有效解决Web墨卡托投影不支持高纬度地区栅格地图表达的缺陷。将新型的地图投影和数据模型通过瓦片地图服务系统进行验证,证明这种新改进的投影和影像,以及DEM瓦片化方法具备较高的实用性。     

基于OpenGL的切片合成法及其在三维地质模型可视化中的应用

介绍了基于 Open GL的剪取变换和累加缓存操作而提出的“切片合成法”,其基本原理就是对三维地质模型等间距裁剪一系列“薄片”,然后在帧缓存的累加缓存中进行迭加合成 ,最后生成地质界面的等深线图或剖面系列 ,它避免了裁剪平面与 TIN求交、等值线追踪等繁琐的操作。此方法在三维地质模型可视化、医学断层扫描三维成像等领域都有应用价值。     

THE MERCATOR PROJECTION AND THE RHUMB LINE

Abstract

Introductory Remarks.—A line of constant bearing was known as a Rhumb line. Later Snel invented the name Loxodrome for the same line. The drawing of this line on a curvilinear graticule was naturally difficult and attempts at graphical working in the chart-house were not very successfuL Consequently, according to Germain, in 1318 Petrus Vesconte de Janua devised the Plate Carree projection (“Plane” Chart). This had a rectilinear graticule and parallel meridians, and distances on the meridians were made true. The projection gave a rectilinear rhumb line; but the bearing of this rhumb line was in general far from true and the representation of the earth's surface was greatly distorted in high latitudes. For the former reason it offered no real solution of the problem of the navigator, who required a chart on which any straight line would be a line not alone of constant bearing but also of true bearing; the first condition necessarily postulated a chart with rectilinear meridians, since a meridian is itself a rhumb line, and for the same reason it postulated rectilinear parallels. It follows, therefore, that the meridians also must be parallel inter se, like the parallels of latitude. The remaining desideratum—that for a true bearing—was attained in I569 by Gerhard Kramer, usually known by his Latin name of Mercator, in early life a pupil of Gemma Frisius of Louvain, who was the first to teach triangulation as a means for surveying a country. Let us consider, then, that a chart is required to show a straight line as a rhumb line of true bearing and let us consider the Mercator projection from this point of view.     

区域地质调查路线剖面图加密重建与三维可视化

路线剖面图是区域地质调查平面图的重要补充,其三维重建可明确反映地质层面的地表展布与地下发育情况,是重建区域三维地质模型的必要数据。针对区域地质调查路线距离长、褶曲多、地质结构复杂的特点,本文建立了一种基于纵向定位线的剖面特征点三维坐标转换模型,提出了地质界线特征点加密算法,能够有效地提高重建路线三维剖面的准确度与光滑度。研发的剖面三维重建模块已应用于多幅实际区调数据工程项目,应用结果表明:该方法可满足区域地质调查建模需求,剖面重建效果良好,具有较好的实用价值和应用前景。     

基于等值线图的乐山大佛三维可视化

在传统的近景摄影测量获得佛象二维等值线图的基础上，通过扫描数字化二维等值线图，利用GIS软件GeoStar实现乐山大佛的三维建模（DSM）、虚拟现实和三维仿真，最终实现了三维漫游。     

Transect-based three-dimensional road modeling and visualization

On the basis of the study on road elements and the existing three-dimensional road data models, this paper puts forward the transect-based road modeling, resolves the modeling of the simplest road with two road transects, and fulfils the visualization of the road. OpenGL is applied as the tool of visualization. The map texture technology, LOD algorithm and dynamic multi-differentiating texture technology are of benefit to the construction of 3D road GIS, and improve the speed of roaming and effective visualization. This paper also disusses the combination of 2D digitall road map and 3D road scene, and the dynamic response between them. Finally, on the basis of the research on the transect-based road model, this paper develops the three-dimen-sional road geographic information system called virtual road ( VRoad ), which not only supplies road designers with a set of tool which can turn the designed 2D road data into 3D road and the high road assistant function area in computer, but also supplies the road management with a set of tool which can realize the road real time and interactive roaming, high-efficiency management.     

移动GIS中可视化技术研究

针对移动设备硬件特点,提出移动GIS中3D可视化简化模型,并设计简化的三维投影变换算法,描述根据已有的2D矢量数据创建3D地图的过程。接着针对移动设备有限的软硬件资源条件,提出了空间数据组织和处理原则。为了逼真地展现地理场景的立体视觉效果,给出了3D可视化预处理措施,并采取了必要的3D场景增强技术,以较少的时间和空间代价,完成3D变换。最后,通过实验,在移动G IS系统中实施了基于2D矢量空间数据的3D可视化技术,生成直观、逼真、实时的3D地图,同时给出了实验测试数据。     

Web墨卡托投影及其性质分析

Web墨卡托投影是目前网络地图服务广泛采用的地图投影方法,但是该投影在使用之初便引起广泛争议,而且关于该投影目前仍缺乏统一的理解与认识。本文以Web墨卡托投影的定义为基本依据,推导了其变形公式,深入分析了该投影的变形特点,并从变形差异、坐标值、等角航线投影后形状等3个方面与墨卡托投影进行比较分析,在此基础之上归纳出关于Web墨卡托投影性质的3点结论。     

二维地理信息表达在三维空间中的应用分析研究

地理信息表达从二维纸质地图到电子地图再到三维可视化地理环境的飞跃,是地图学史上的一次革命。三维空间认知理论,三维符号体系设计及三维符号变量理论的逐渐完善和发展对三维环境下地理空间信息的表达起到了积极的作用,本文论述了二维地图符号与三维空间信息表达的关系,描述了二维地理信息在三维空间中叠加表示的意义,并分析了二维地图符号表达的优劣性。