基于HTML5 Canvas的态势符号标绘系统设计与实现

针对在线态势符号标绘系统如何快速渲染大数据量态势符号的难题,本文设计了在线态势符号标绘系统框架,研究了基于Canvas的态势符号库、态势符号的模型算法和多层Canvas绘制方法等关键技术,提高了在线态势符号标绘系统的渲染运行效率。将以上方法应用于实际,建设了浙江省在线态势符号标绘系统,并设计对比实验,验证该系统的运行效率,结果表明:本系统的运行速度优于传统态势符号标绘系统;随着绘制对象数据量的增大,该系统运行速度的优势更加明显。     

基于 VisIt与地球系统格网的并行可视化实验

利用集群架构和分布式并行可视化工具 VisIt,编写了自定义插件,实现了基于大规模地球系统格网组织下的全球科学数据并行可视化,并设计实验对其并行可视化性能进行了对比分析.实验发现: VisIt完成一次渲染的加速比及并行效率随着核数的增加逐渐降低;采用 GPU 渲染,可以很好地提高并行渲染的效率.但在核数和 GPU 个数同步增加的情况下,由于核间通信、 GPU 间通信以及核- GPU 间通信等,VisIt一次渲染的并行运行时间并无明显降低.随着数据量增加,VisIt对单位数据量的运行时间却逐渐减低.实验表明,VisIt可较高效地完成大数据量的并行渲染.该方法和结论可供地学领域大规模海量数据可视化研究参考.     

在线制图矢量数据组织模型

为了实现交互性强的实时按需在线制图,该文提出了一个基于矢量瓦片的矢量数据组织模型。依据矢量瓦片格式规范组织已有的矢量数据并生成配置文件,然后按照配置文件生成矢量瓦片并存储,为在线制图提供数据服务。实验表明,运用该模型可以实现实时按需在线制图,且渲染速度较快,渲染效果良好。     

集群环境下基于视点移动的三维城市模型快速显示方法

大范围三维城市模型数据在现有的单机运行环境下,因数据量大导致运行速度慢、计算耗时等难题。为解决该问题,本文结合集群并行运算,提出了一种基于视点移动规则的大范围三维城市模型的快速显示方法。采用静态细节层次简化算法将三维城市模型简化为4个分辨率层次,根据视点移动规律,利用距离和偏心率选择不同层次的细节层次模型,逐级加载不同分辨率层次模型,并在集群系统中并行显示,从而有效地解决了大范围三维城市模型加载显示过慢、场景效果跳跃等问题,实现了对大范围三维城市模型的快速可视化。试验结果表明：随视点变化分层逐级加载不同等级LOD模型,采用PC集群并行绘制,可以快速有效地对大范围三维城市模型进行渲染处理,在兼顾效率的同时,并行地显示模型的细节,具有良好的可视化效果,对智慧城市的建设具有重要的指导意义。     

正二十面体全球剖分模型的Geometry Clipmap球面绘制

地形绘制一直是图形学研究的热点问题,尤其是球面地形绘制,其在形状和数据组织方面比平面地形绘制更加复杂。在已有球面地形绘制算法的基础上,提出一种基于Geometry Clipmap的球面地形剖分与绘制方法。该方法以构建正二十面体球面网格为基础,将正二十面体划分为十个菱形区域,采用球面菱形网格的剖分,针对每个菱形区域的周边网格进行重新剖分和组合,形成一个虚拟的3×3的大菱形区域,扩大了Clipmap的活动范围,并在一定程度上解决了Clipmap的跨边界问题。实验结果表明了本文方法的可行性和有效性。     

多级存储优化的大规模全局光照快速计算

针对大规模复杂场景渲染的全局光照计算量大从而影响其渲染实时性的问题,提出了一种基于多级分辨率纹理存储结构的改进体素锥追踪全局光照算法。算法首先采用基于人眼视觉特性的多级分辨率纹理存储结构高效存储光照信息,并在直接光照计算时,结合存储结果特点,然后采用混合存储的GPU硬件加速与无贡献节点丢弃的软件加速相结合方法,进一步提高光照渲染效率,最后基于多级纹理及闭合体节点自适应合并对锥波滤器进行改进,实现全局光照的高效计算。试验结果表明,改进算法减少了光照计算量,降低了系统内存占用,并取得了与经典算法相近的场景光照渲染效果,从而验证了其在大规模光照计算的有效性。     

基于NetCDF数据模型的海洋环境数据三维可视化研究

针对海洋环境数据多维、多格式及动态性等特点,本文在全面分析NetCDF数据模型的原理、数据组织及其调度方法的基础上,基于大范围三维虚拟场景,设计了符合NetCDF标准典型海洋环境要素的三维动态渲染模型,实现了海洋环境要素数据的三维动态可视化表达与分析。实验表明,本文方法为复杂海洋现象的表达、变化规律分析以及趋势预测等研究提供强有力的可视化辅助工具。     

基于WebGIS的地图数据传输关键技术

分析比较基于WebGIS的地图数据传输技术,针对地图数据的数据量大,传输速度慢的特点,提出适合Web的数据组织方法,以提高地图数据的网上传输速度.     

车载LiDAR海量点云数据管理与可视化研究

为了支持车载移动激光扫描点云数据的高效管理与快速可视化,提出了一种适用于车载海量点云的数据组织方法。该方法将原始点云数据分段后生成轨迹信息用于快速索引,分别对每段数据建立基于八叉树结构的LOD（levels of detail）索引,并采用多线程动态调度技术实现基于视点的海量点云渲染与漫游,显著提高了车载点云数据的调度效率。实验结果证明该点云数据组织方法是一种适合车载点云数据的高效管理方法。     

仿真回放数据的时间栅格管理机制

回放是仿真的重要组成部分.针对回放数据的时间性和数据量巨大的特点,提出了时间栅格数据管理模式和区间栅格数据管理模式.重点从数据组织、数据管理,文件调度、特殊情况处理等几方面,对时间栅格数据管理模式进行论述,并运用该模式,实现回放数据的快速调度,在仿真回放中取得较好效果.     

Mapping 3D visibility in an urban street environment from mobile LiDAR point clouds

ABSTRACT

Visibility determination is a key requirement in a wide range of national and urban applications, such as national security, landscape management, and urban design. Mobile LiDAR point clouds can depict the urban built environment with a high level of details and accuracy. However, few three-dimensional visibility approaches have been developed for the street-level point-cloud data. Accordingly, an approach based on mobile LiDAR point clouds has been developed to map the three-dimensional visibility at the street level. The method consists of five steps: voxelization of point-cloud data, construction of lines-of-sight, construction of sectors of sight, construction of three-dimensional visible space, and calculation of volume index. The proposed approach is able to automatically measure the volume of visible space and openness at any viewpoint along a street. This approach has been applied to three study areas. The results indicated that the proposed approach enables accurate simulation of visible space as well as high-resolution (1 m × 1 m) mapping of the visible volume index. The proposed approach can make a contribution to the improvement of urban planning and design processes that aim at developing more sustainable built environments.     

一种基于全站仪量测树木材积的方法

通过伐倒树木进行解析可以精准获取材积,但此方法除了劳力费时外,还对树木有着毁灭性伤害;而传统的几种估测立木材积的方法精度又得不到保障。随着测量仪器的快速发展以及当今对生态文明建设的高度重视,林业量测有了更为准确和严格的要求,本文提出一种基于全站仪量测树木材积的方法：通过采集树木的胸径、地径和全站仪与树干任意处左右两侧切线的夹角,根据区分求积法原理精准计算立木材积,将通过全站仪量测获取的树木材积值与伐倒该树木测得的材积值进行比较分析。数据表明：该方法量测材积精度高达93％以上,完全可以替代伐倒树木测量材积的方法。     

地图信息量的量测和评价

本文介绍了测度地图信息量的原理及方法,提出一种测度地图信息量的改进方法—特征信息量法,并在1:1万、1:5万、1:25万、1:100万地形图上分别选出图上100 cm2、实地域相重的三种地区,即居民地稀疏区(高山)、居民地中密区(丘陵)、居民地稠密区(平原)进行试验,最后对地图信息量进行评价并提出改进意见。     

Precision, volume and eigenspectra for GPS ambiguity estimation based on the time-averaged satellite geometry

In this contribution we consider the time-averaged GPS single-baseline model and study in a qualitative sense its relation with the geometry-free model and the geometry-based model. The least-squares estimators of the model are derived and their properties discussed. Special attention is given to the ambiguity search space, since it plays such a crucial role in the problem of integer ambiguity estimation and validation. Easy-to-evaluate, closed-form expressions are presented for the volumes of the ambiguity search spaces that belong to the geometry-free model, the single-epoch geometry-based model and the time-averaged model. By means of an eigenvalue analysis, the geometry of the ambiguity search spaces is revealed and its impact on the search for the integer least-squares ambiguities discussed. Received: 3 April 1996; Accepted: 6 January 1997     

GPS服务空域内导航精度性能仿真评估

根据GPS近地服务空城(terrestrial service volume,TSV)和空间服务空域(space service volume,SSV)的划分,给出了双天线模型条件下两个空域内可视卫星的判决条件和接收功率的可行性分析,对近地空间中GPS空间信号(signal-in-space,SIS)标准定位服务条件下的用户等效测距误差(user equivalent rangeerror,UERE)进行了预算,并采用Monte-Carlo方法分别对中纬度单点和全球范围内不同高度条件下的导航精度性能进行了统计。结果表明,在TSV内,随着用户高度的增加导航精度性能将不断增强;进入SSV,导航精度性能迅速下降,到达一定高度时导航服务出现中断。另外,在TSV内,一定高度条件下几何精度衰减因子(GDOP)将改变精度衰减的属性,使得位置精度优于等效测距精度;同时,垂直定位精度将逐渐优于水平定位精度。     

断面法土石方测量与计算的自动化

介绍了以AutoCAD和Excel为平台,在VisualBasic6.0编程环境中,编写断面一体化程序,实现断面法测量土石方自动化的方法。使土石方测量计算工作变得快捷、简单、方便。     

交通量、车速及交通密度关系分析

对于典型的流量－速度－密度交通流三维模型,由不同的速度－密度关系式,建立易于理解和接受,且更偏重于安全可靠的流量－密度和流量－速度关系模型,从而为交通分析和控制管理提供依据。     

不规则水体断面面积及体积的计算—兼论多面函数内插模型的精度

本文以吕言的三次曲面函数内插模型为基础,推出一套计算不规则水体断面面积及其体积的封闭公式,并用实例加以验证。最后从另一侧面探讨了多面函数模型的内插精度问题。本文得到的公式同样适用于工程上的土方量及断面面积的计算。     

利用DTM法进行土石方工程质量分析

DTM法越来越多地被应用于土石方工程的计算中,但对于它的研究仍局限于挖填方计算,对土石方工程质量分析却鲜有论述,本文从需求和应用两个方面对利用DTM法的土石方工程质量分析进行介绍。     

Using remote sensing imagery to determine the impact of land cover changes on potential runoff for the Mid-Cibolo Creek watershed,Texas

Land cover changes within watersheds have the potential to produce dramatic changes in surface hydrology, namely runoff, in the event of storms. The Mid-Cibolo Creek watershed in south-central Texas has experienced extensive land-cover change in the past two decades due to mass residential development and land clearing in the wake of urban growth along the I-35 corridor. This study determined land-cover changes within the basin using supervised classification to classify land cover from LANDSAT images for the years 1986 and 1999. Changes in runoff volume were then calculated using the Soil Conservation Service (SCS) runoff equation for a series of rainfall scenarios. The results showed that an overall increase in impervious cover and decrease in natural vegetative cover has occurred leading to larger runoff volumes for all storm scenarios. The findings are important for watershed scale urban expansion and land clearing practices as current methods suggest that flood risk is increased.