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。     

面向3DGIS场景的BIM模型转换与集成研究

通过深入分析BIM模型在3DGIS场景中集成的现状、问题和难点,针对图元信息转换优化、属性信息的提取整合、模型轻量化、共享调度、全生命周期的集成管理等内容,结合IFC、CityGML等标准,提出了一种BIM模型向3DGIS场景转换与集成的框架。以长江水利委员会大院管理信息系统为例,论述了在形成初步三维地形场景和建筑外观模型后,在该框架下将BIM建筑模型转换并集成到3DGIS场景中的过程,验证了该方法的实用性和可操作性。     

3DGIS+BIM技术在城市地铁管理信息系统中的应用

通过深入分析3DGIS与BIM的应用特点以及存在的不足,从数据集成、功能集成和应用集成3个方面对3DGIS与BIM进行了集成,并着重对数据集成进行了分析。以开发田田广场地铁管理信息系统为例,详细说明了三维基础地形数据生成、Revit数据转换集成、田田广场与地铁车站的一体化漫游、3DGIS与BIM信息的联动协同、BIM模型的空间管理、3DGIS与BIM集成的设施与部件管理,以及应急管理等功能的开发和实现,验证了该集成方法的实用性和可操作性。     

基于Virtools的城市3DGIS开发与实现

与传统2DGIS相比,3DGIS更能直观、清晰地表达城市空间要素及其相互关系,辅助各类空间分析与决策,日益成为城市GIS与信息化建设的焦点。以Virtools软件为基础开发平台,从系统总体设计、数据组织与集成、功能开发与实现等方面介绍了城市3DGIS的建设思路,并重点探讨了三维城市模型的动态调度、系统优化等关键性技术,不仅为Virtools的实际应用拓宽了思路,也为城市3DGIS的建立提供了一种新的解决途径。     

小区域景观的三维可视化

现实世界的复杂性决定了其在计算机中表达的复杂性,三维模型的构建成为3DGIS中亟待解决的一个核心问题。探讨了三维建模思想以及建模方法,并以ArcGIS和SketchUp交互建模方法为例,论述了三维建模流程以及注意事项,通过模型库的构建,提高了该方法在小区域内景观的三维快速构建效率,所得的模型为3DGIS提供了数据源。实践表明,在有限的经济、技术等条件下,该方法具有较强的可行性和实用性。     

基于3DS MAX的古建筑LOD建模与可视化

介绍了一种适合古建筑LOD不同级别的模型构建方法,根据建筑自身特点进行了拆分,采用DDS纹理格式来减少纹理数据量,以三维模型与3DGIS集成方法得以实现。     

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。     

城市3D GIS构建中3维模型的研究

主要阐述了在城市3DGIS的构建中,城市3维模型（3DCityModel）的建模方式、数据源的分析、分类、3维模型特点及问题,对3维建模关键技术及其存在的问题进行了讨论。     

面向3DGIS渲染逼真度的方法研究

为了提高3DGIS中的仿真逼真度,引入目前最流行的延迟渲染技术,并结合基于物理的双向反射分布函数（BRDF）光照模型、屏幕环境光遮蔽（SSAO）和高动态范围光照（HDR）技术,提出了一种新的3DGIS渲染方法-BSHRF。该方法中,基于物理渲染的BRDF光照模型提高了3DGIS中的材质效果;SSAO技术利用较少的计算量,大大提高了场景真实度的光照细节;HDR技术将图像的逼真度再次提升一个层次。最后,为了验该方法的可行性与先进性,在3DGIS软件平台Gaea Explorer上,应用BSHRF方法对植被场景和三维建筑场景分别进行渲染,并从渲染效果与效率两个方面,与当前流行的3DGIS软件Google Earth和ArcScene进行对比。实验结果表明,BSHRF方法在不损失渲染效率的情况下,能够得到更好的渲染逼真度。     

基于RFID的社区重点人群信息集成模式研究

无线射频识别(RFID)系统因其特有的非接触性和可同时对多目标物体进行识别得到广泛应用。针对当前基于RFID的智慧小区3DGIS信息集成的不足,以GIS、GPS和WCS技术为基础,研究了智慧小区3DGIS平台与RFID系统相关信息的集成模式,并提出了一种基于功能水平分布、垂直多层的社区重点人群RFID信息集成模式,使社区管理者、户主和各种智慧系统形成多种形式的信息交互,以实现更加方便快捷的社区管理。     

三维城市模型的研究现状评述

三维城市模型（简称3DCM）的研究是近年来GSI领域内的一个研究热点，在交通、地质、帮山、测绘、尤其是在规划、建设、环保等方面有着十分重要的研究意义。就3DCM的发展及其目前的研究现状，从其理论角度进行较详细的评述，指出其目前存在的问题，以供相关研究者参考。     

海岛礁及周边区域海陆一体化三维建模研究

对海岛礁及周边的复杂地形环境及特点进行了分析,针对岛礁区域复杂地形要素的特点,提出了适用于海岛礁及周边复杂地形海陆一体化三维建模的方法,能够有效地对海岛礁及周边复杂地形进行建模。以舟山群岛附近海域海岛及周边地形作为实验数据,对海岛礁及周边复杂地形进行了海陆一体化三维建模,并在GeoGlobe等平台上进行了验证。实验表明,该方法对海岛礁及周边区域海陆一体化三维建模有较好的实用性。     

地物模型与地形模型的匹配研究

由于地物与地形模型分开建模等现实原因,地物模型与地形模型集成的时候会出现不匹配问题。因此,本文通过分析地物与地形之间的空间依存关系,针对地物独立于地形和地物依赖于地形两种情况分别提出了地物模型与地形模型的匹配方案,并着重研究地物依赖于地形时的匹配方案与算法。     

三维校园建模方法及系统实现——以中国石油大学(华东)为例

基于Sketch Up和Arc GIS设计了三维校园地理信息平台,构建了校园地上地下一体化模型库,包括地形模型、精细地物模型、基础地物模型和地下管线模型;设计开发了三维校园地理信息系统,具有校园地上地下一体化三维浏览、地下管线管理等功能,提高了校园的数字化管理水平。     

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。     

基于Java/Java 3D的三维地层结构模拟

随着Internet、3DGIS和VR技术的发展,将三者结合起来在网上实现真实感三维地形和地层结构的显示、漫游、剖切与分析已成为目前GIS在地质领域的一个研究热点。分析了Java3D技术与传统的三维可视化编程技术(如OPENGL,DirectX,VRML)相比较在绘制三维地形和地层结构方面的优势,利用Java3D技术模拟实现了一个三维地层结构的可视化系统,并通过试验证明了其有效性。     

地形三维场景实时变换及可视化方法研究

地形数据的三维可视化技术一直是3DGIS领域一项重要的研究技术。从地形实时渲染的需求出发,提出大地坐标系下的多分辨率地形组织模型,并对可视化过程中的坐标空间变换方法进行研究,提出一种适合大区域地形可视化的坐标空间变换方案,使可视化的三维地形场景尽可能真实反映其自然的分布形态,使影像纹理、地物与地形之间进行精确的映射与匹配。     

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。     

高校固定资产实体三维仿真及其模型构建

基于3DGIS技术的面向高校固定资产可视化管理系统是GIS技术面向特定领域的深度应用及延伸。其中,虚拟室内环境下的固定资产实体三维仿真及其模型是其首先要解决的核心技术难点。本文提出一种快捷的构模方法,首先,借助较成熟的建筑设计建模软件Sketchup,按照资产标准分类,创建固定资产的三维实体模型;其次,利用ArcScene软件,导入Sketchup模型并将实体模型符号化和组合,重构固定资产三维仿真模型场景;最后,借助C#+ArcEngine二次开发模式,开发出固定资产三维管理系统,实现了基于三维视图的可视化管理功能。