GIS中三维空间数据模型的集成与应用

针对三维地理信息系统中的三维空间数据模型,结合城市规划工作,分析讨论了三维数据模型集成的必要性以及TIN与CSG、八叉树与TEN、矢量与栅格等混合数据模型实现的方法和思路,提出了在城市规划应用中模型集成的适用类型及有关要求.     

基于OpenGL的三维地图场景制作初探

本文研究了如何将地貌、水系、交通等多要素层数据通过ＤＴＭ集成在一起,开成一体化三维数据模型,完成三维图形的显示、场景变换等功能,更直观地表达地图信息,便于作战指挥人员更好地分析地形。     

面向大场景3维可视化的矢量数据组织研究

针对矢量数据在大规模3维场景中的快速可视化需求,分析了矢量数据在大规模3维场景中的绘制方式和显示特点,提出了一种基于LOD的矢-栅混合数据模型。首先,介绍了LOD技术的基本原理和实现机制,然后,采用矢量数据简化与栅格化技术,设计集矢量和栅格模型为一体的混合数据模型,构建了多分辨率的矢量数据库,利用3维GIS的视点控制机制,建立显示尺度与矢量、栅格金字塔层的对应函数,最后以"神州遨游"为基础平台,在大规模3维场景中对道路、境界、水系等基础矢量数据进行了实验。实验表明,矢量数据在3维大规模场景中实时绘制时结合了两种数据模型的优点,具有更灵活的选择性,提高了数据的传输效率及显示效果,实现了多分辨率矢量数据的自适应快速表达。     

基于E-TEN模型的三维地籍实体信息组织方法

根据现有三维数据模型和地籍数据特点,在分析实体(E)和四面体格网(TEN)的基础上,对三维地籍实体信息组织进行研究,提出了基于实体-四面体格网模型(E-TEN模型)的三维地籍数据模型,其核心思想是实体作整体结构,TEN做局部结构。在数据结构中,通过特定方式(特殊属性值CX)将二者结合在一起。该模型能够实现地籍实体对几何、属性等综合信息的一体化组织,有利于实现复杂三维地籍实体三维空间数据的有效组织与管理。     

3D GIS技术研究发展综述

回顾了3DGIS的发展进程,从三维空间数据获取,三维数据模型,三维空间数据管理和分析以及三维可视化技术4个方面综述了3DGIS技术的发展。探讨了目前研究3DGIS的4个热点问题:①数据源集成快速获取数据的方法;②不同数据模型的集成;③支持空间分析的面向对象的数据模型;④城市三维模型。     

新一代三维GIS关键技术研究与实践

文中阐述的新一代三维GIS技术体系是以二三维一体化GIS技术体系为基础框架,融合了倾斜摄影三维技术、激光点云三维技术、BIM与GIS结合的三维技术等.其中,倾斜摄影全自动化建模技术大幅度提高了三维数据获取的精度,降低了采集成本,并促进了三维数据标准化的发展,促进了三维GIS更广泛的应用;BIM与GIS的融合,使得三维GIS进入很多新兴应用领域.在数据模型层面,三维实体数据模型的定义与发展,促进了三维GIS理论体系的完善.VR/AR、3 D打印、WebGL等IT新技术的发展,也推动着三维GIS软件技术的发展.     

服务于PDA的矢量数据分块存储数据结构的研究

数据结构、数据模型是GIS领域中一个比较重要的研究方向，目前GIS中较成熟的数据结构均是针对个人PC机或工作站硬件环境，并不适合以掌上电脑为平台的移动GIS系统。针对以掌上电脑为代表的智能移动终端，提出了一种矢量数据分块数据结构模型。该数据结构适用于以PDA智能终端为硬件平台的移动GIS系统，是实现矢量图形数据存储与快速显示的技术关键。     

三维地理信息公共服务平台建设初探

针对目前国内三维地理信息服务平台建设存在的问题,重点分析了三维GIS与三维仿真的关系,并基于重庆的建设实践,提出面向“体”的三维数据模型、三维数据分类与组织、海量三维空间数据管理、跨平台访问等关键技术问题的解决方案。     

基于规则库的三维地质自动建模技术研究

利用规则统一三维实体间的语义形式化表达,为建模提供统一的方法。利用三维矢量数据模型的框架,对直钻孔、斜孔、剖面、等值线、断层、褶皱等数据源,分别按规则制定一种数据格式,对多源地质数据进行标准化和信息融合,经过地质面和地质体的快速构建,提出了建立基于规则库的三维矢量数据模型。同时研究了适合各类地质特点的三维模型自动构建方法,包含多源数据耦合层状地质体自动建模技术、基于剖面单元格划分的分区—拼接自动建模技术、多约束下复杂地质结构快速建模技术、空间约束条件下三维地质属性建模技术等。在确保模型精度的前提下,尽量减少人工交互建模的工作量,提高了建模效率。     

矢量金字塔与R树融合模型研究

主要围绕如何在移动设备上快速显示大数据量的面(线)状矢量数据,结合多级空间索引和矢量数据压缩提出了一种基于多尺度R树的矢量数据模型,该模型可用于资源有限的移动设备。首先按照比例尺对矢量数据进行不同级别的压缩,再将不同比例尺下的处理结果通过多尺度R树索引组织存储。通过这种方法可以达到在不同比例尺下显示不同详细程度的几何对象。试验采用湖南1∶10 000的林业资源小班数据来验证该模型的可行性和效率。     

基于规则格网DEM线状矢量要素三维可视化方法

如何在三维地形表面无缝叠加矢量要素是三维地理信息系统、三维制图等领域面临的一个重要问题。目前矢量要素与三维地形无缝叠加的研究主要集中在矢量数据基于三维地形的实时显示上面,面向三维制图的研究相对较少,导致矢量要素的显示过于简单,地图要素信息传输受限。文中提出一种基于几何法的线状矢量数据与规则格网DEM无缝叠加算法,并通过纹理映射的方式实现矢量数据符号化,最后以道路数据为例进行实验,验证了方案的可行性。     

浅谈基于ArcGIS的三维可视化系统实现

将ArcGIS作为基础平台,以面向对象的思想原理为基础,对相对规则的实体对象进行了三维重建。考虑到三维平台模型缺乏真实感,在用传统三维建模的基础上,实现了对三维模型的创建并巧妙地将得到的模型转换为GIS可以处理利用的数据格式,进而依此实现对三维GIS系统的开发。     

数码城市GIS中建筑物室外与室内三维一体化表示与漫游

介绍了数码城市中室外与室内场景的数据管理及可视化等关键技术，对室外与室内场景进行了综合比较，讨论了室内外场景一体化的表示思想。     

矢量与栅格集成的三维数据模型

以矿山地质为背景，深入分析三维空间信息系统所涉及到的空间对象以及它们之间的联系，提出了几种新的空间对象类型。探讨用矢量与栅格混合的数据结构，以及面向对象的数据模型来表达各类三维空间对象，以此作为设计和建立三维地理信息系统的基础     

A New 3‐D Solar Radiation Model for 3‐D City Models

Estimates of solar radiation distribution in urban areas are often limited by the complexity of urban environments. These limitations arise from spatial structures such as buildings and trees that affect spatial and temporal distributions of solar fluxes over urban surfaces. The traditional solar radiation models implemented in GIS can address this problem only partially. They can be adequately used only for 2‐D surfaces such as terrain and rooftops. However, vertical surfaces, such as facades, require a 3‐D approach. This study presents a new 3‐D solar radiation model for urban areas represented by 3‐D city models. The v.sun module implemented in GRASS GIS is based on the existing solar radiation methodology used in the topographic r.sun model with a new capability to process 3‐D vector data representing complex urban environments. The calculation procedure is based on the combined vector‐voxel approach segmenting the 3‐D vector objects to smaller polygon elements according to a voxel data structure of the volume region. The shadowing effects of surrounding objects are considered using a unique shadowing algorithm. The proposed model has been applied to the sample urban area with results showing strong spatial and temporal variations of solar radiation flows over complex urban surfaces.     

Web GIS组件方法研究

在分析WebGIS二次开发需求的基础上，提出了基于JavaBean的WebGIS组件概念，并详细阐述其特征、体系结构和空间数据组织，结合实例Internet GIS-GeoSurfV4.0介绍了系统的设计与实现以及二次开发的方法与比较。     

三维GIS关键技术的研究

主要从三维GIS的特点、三维GIS的可视化、三维GIS的数据结构与数据模型、三维GIS的空间分析等几方面所涉及的技术进行了总结和研究,最后指出了存在的当务之急需要解决的问题。     

A Hybrid System of Expanding 2D GIS into 3D Space

A hybrid system that integrates two-dimensional (2D) GIS and three-dimensional (3D) visualization has been developed to provide unique solutions to application domains where traditional 2D GIS and 3D visualization cannot alone provide a solution. In this paper, we focus on three key issues in realizing such an integrated system, including large-scale terrain rendering, 2D and 3D combination display (for example, rendering 2D GIS layers in 3D space), expanding traditional 2D GIS analysis functions into a 3D environment, and visualizing 3D geographical data. A generic framework is developed to integrate 3D visualization with various types of 2D GIS, such as commercial GIS software, open source GIS software and spatial databases. A prototype 2D and 3D hybrid system that seamlessly integrates 2D GIS (developed with ArcEngine) and 3D rendering engine (developed with DirectX) is then developed based on the framework. In this hybrid system, 2D and 3D data are viewed within the same scene. Multiple 2D GIS layers are overlaid on the base terrain using a Level of Detail (LOD) model. Advanced query functions, data accessing, data management and spatial analysis, which are executed in the traditional 2D GIS, are provided to users in a 3D environment by continuously transforming information between the 2D GIS subsystem and the 3D subsystem. The 3D data are organized and displayed by Keyhole Markup Language (KML) and textured 3D models in the COLLAborative Design Activity (COLLADA) format. The prototype demonstrates that this hybrid system has effectively addressed the three key issues identified above and that it can seamlessly integrate 2D GIS and 3D visualization. The hybrid system has great potential to be employed in many application domains, such as urban planning, landscape design and environmental decision making, among others, to enhance the 3D design capability and facilitate public participation in the planning, design and decision-making process.