基于并行计算的海量点云狄洛尼构网方法探讨

针对现有Delaunay三角网购网方法研究的不足,文章提出一种基于并行计算的海量点云Delaunay方法:根据Delaunay分治构网的思想,将Delaunay构网分为数据分割、构建子网和子网合并3个步骤;设计了一种自适应的四叉树结构来分割和映射数据文件,并依据OpenMP并行标准中的Fork/Join并行模式,分层执行构网运算和合并运算;最后,使用一种改进的WFM-JLP调度算法来调度构网和合并运算以取得较好的负载均衡。实验证明:该方法能较好地降低算法的运行内存,减少运算时间。     

海量点云数据的建筑物三维模型重建

针对传统测量方式在建筑物的保护中,存在工作量大、容易对建筑物造成二次伤害的问题,该文结合现代测量手段与三维激光扫描技术,提出了利用镶嵌法进行建筑物三维模型重建的研究思路。基于点云数据获取、处理与三维建模的理论,以安徽省淮南市安徽理工大学本部"红楼"为例,实现了对"红楼"点云数据的拼接、合并、降噪等处理工作,并结合中海达HD_3LS_SCENE软件与3D Max软件各自的优势进行了"红楼"真三维模型的重建。实验结果表明,该数据的处理方法具有速度快、效率高、精度好等特点。     

基于三维激光扫描数据的构筑物三角构网模型

三维激光扫描可以快速获得表面物体的三维空间的点云数据,但其数据量比较大,此外要利用这些点云数据表示构筑物表面,还需要建立表面数学模型。首先分析了激光扫描数据的采集原理和数据基本特点,具体给出了表面平面三角网生长算法,在此模型的基础上,利用三角形构成面后法线间夹角为判断依据,提出了空间三角构网的模型,并针对数据的复杂性和物体表面的不规则性,提出空间分区三角构网的方法,并以同济大学孔子头像为例给出了具体的实现方法。     

基于点的构网算法及等值线追踪方案设计

本文在研究现有的自动绘制等值线算法的基础上,提出了一种改进的基于点的构网算法,由此形成新的网形结构,并针对这种网形结构设计出等值线的追踪方案,和传统的三角网法绘制等值线相比,该方法不仅提高了联网和追踪的速度,亲的网形结构还为非线性内插等值点创造了条件。     

城市三维GIS中的海量数据组织方法

针对城市三维GIS中的海量数据组织需求,本文设计并实现了基于关系数据库的三维模型数据库,主要特点是支持地形数据、三维模型几何与纹理数据的一体化存储和属性的自定义动态管理。结合城市三维GIS中的海量数据访问和管理需求,从空间索引、纹理缓存、属性存取、数据加密、数据更新等方面介绍了该架构,指出按模型类别建立分类索引,能够提高空间索引查询效率。     

海量散乱点云快速压缩算法

提出基于切片的海量散乱点云快速压缩方法,对点云进行分层生成切片点云,对每层切片点云使用弦高差法筛选利于表现形状的重要点,实现快速压缩。通过实验讨论参数对压缩结果的影响,并给出最佳参数值选择依据。对本方法和传统方法的压缩效果进行对比,证实本方法在实现高效压缩的同时能保留大量的特征细节。     

激光扫描点云图像背景交互式滤除

激光扫描系统获取的数据中包含了大量背景信息,给信息提取和表面重建工作带来严重影响,需要有效滤除。依据空间点与平面的位置关系,提出了针对车载激光扫描点云图像背景信息滤除的有效方法,并以OpenGL为工具,开发了一系列点云数据处理工具,能快速、直观、准确地滤除无用背景信息,完整地保留有用的前景信息,从而为大规模三维场景快速重建提供保障。     

航道海量地形数据三维GIS设计浅析

在数字航道建设进展火热的新时期,航道海量地形数据三维GIS的构建有着重要的理论和现实意义。本文重点从地形数据组织和调度、多源数据融合显示等方面研究了相关理论和方法;并探讨了基于DEM、地图文件、影像等基础数据,航道海量地形数据三维GIS基础平台设计的若干问题。     

海量倾斜实景三维数据管理系统设计与实现

近些年,倾斜模型在支撑自然资源高水平保护与高效率利用中发挥了重要作用,随着模型数据量的不断增加,基于文件管理的传统方式已经无法满足需要,本文率先开展实景三维数据管理平台建设,推动促进实景三维模型数据的使用。开发数据库管理系统,主要用于自然资源三维立体时空数据库的建立、操作和管理维护,提供统一规范的数据和操作服务接口,实现实景三维时空数据的一体化存储管理、浏览查询、统计分析与成果应用。     

三维GIS中海量模型调度与存储

城市级三维GIS管理系统需要管理海量的三维模型数据,要想实现高效、稳定的海量建筑模型渲染,需要研究一套行之有效的模型调度方式和数据存储方案。通过总结实际系统建设过程中遇到的各种问题,研究出了使用数据格网调度模型和打包存储模型数据的方法,大幅提高了三维GIS中海量模型的调度效率。     

海量三维GIS数据可视化系统的实现研究

建立在OpenGL,OSG图形APIs和各种开源图片支持库之上,基于DEM、影像和常用的GIS地图数据文件,提出一套基于数据网格化管理、动态调度、LOD地形动态简化为主要思想的解决方案,成功构建了海量三维GIS数据可视化系统。系统基于102 G原始数据实现了流畅显示,并基于DEM数据与影像数据的合成实现了红绿立体显示效果,同时基于不同基础数据实现了各种数据的操作、分析等功能。     

基于Skyline的海量三维模型网络发布显示

针对城市三维地理信息系统中海量三维数据在网络发布时显示速度慢的问题,基于Skyline三维软件平台,从三维建模、模型加载和数据发布等几个方面提出了相应的优化措施。实验证明,该方法可以有效地降低系统内存占用率,减少系统启动时间,提高可视范围内模型的读取速度。     

城市海量三维场景的高效裁剪算法研究

针对目前三维GIS领域缺少城市海量三维场景的快速裁剪算法,方便城市三维数据的分发与应用,本文在对三维场景进行分区组织以及动态调度的基础上,提出了一种层-区-块-模型四层次由粗到精的快速真三维裁剪算法。数个城市的应用实践证明,该算法准确、高效,适用于城市海量三维场景的快速裁剪。     

网络三维数字城市海量模型优化算法研究

大规模海量三维模型数据网络传输和终端可视化是面向Web的三维GIS应用关键技术。本文提出将三维模型自适应面删除简化算法和地形模型单面片自动生成算法相结合,实现大批量构建面简化LOD （层次细节模型）模型库自动建库,有效解决了海量高精度、大范围三维模型面向Web的三维GIS应用问题。研究成果在天津市网络三维数字城市规划管理系统项目中成功进行试验,效果显著。     

海量三维地质空间数据的自适应预调度方法

针对大规模三维地质空间数据实时应用中的高效调度难题,采用空间聚类和空间插值理论,将缓存中的空间对象视为样品数据,将这些对象的命中率作为估值权值,将空间索引中的空间对象信息当作待估值数据,兼顾系统的内存容量和CPU的计算能力,设计实现了海量三维地质空间数据的自适应预调度算法。实验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

基于BeyonDB数据库海量数据三维显示平台研究

海量空间数据的管理和处理是地理信息系统的核心,而高安全、高性能的空间数据管理系统更是GIS创新发展的重点.本文研究了国产自主研发的BeyonDB空间数据库管理系统的数据组织及其调度策略,利用存储于数据库中的栅格数据和矢量数据,建立了一套C/S服务体系,实现了国家级海量数据的三维显示平台的构建.     

Delaunay三角网的并行构网算法

针对传统的Delaunay三角网的并行构建算法负载均衡性不高、运行效率较低等问题,该文在综合逐点插入算法和分治算法各自优点的基础上,提出了一种Delaunay三角网并行构建算法。该算法首先使用动态格网剖分点要素集,从而得到若干点要素子集;然后根据点要素子集数量初始化线程池,每个点要素子集由一个线程按照插入点法构建Delaunay子网;当所有线程完成子三角网构建,最后使用逐点插入法合并所有子网,从而实现所有点要素的Delaunay三角网构建。分析与实验结果表明,相对于传统的并行算法,该并行算法的负载均衡性好、运行时间少、加速比高,具有较好的构建效率,而且构建结果满足Delaunay规则。     

海量点云数据等高线生成算法研究

针对大范围高精度的等高线快速生成问题,提出一种基于三维激光扫描海量点云数据快速生成等高线的新方法。该方法将流处理算法引入到海量点云数据处理中,基于流处理算法的三角剖分、三角网模型平滑及等高线提取等关键技术完成等高线快速生成。结果表明,基于流处理的算法不仅突破了点云数据量和范围的限制,而且能够高效地生成高质量的等高线以满足地形测量要求。