新一代三维GIS技术再升维的应用研究

新一代三维GIS技术体系的数据模型升维、多源数据升维和IT技术体验升维,实现了从二维点、线、面升维到三维点、线、面、体,从二维网络升维到三维网络,从不规则三角网升维到不规则四面体网格,从栅格升维到体元栅格.形成了完整的二、三维一体化GIS技术体系,并且融合了多元的三维GIS数据和倾斜摄影、激光点云、BIM、三维场等新兴的三维数据,更方便地构建了三维GIS应用和进一步推动了三维GIS技术发展.     

基于三维GIS的海洋标量场数据动态可视化

针对海洋标量场数据的多维、多格式、动态性等特点,设计了基于NetCDF的海洋标量数据通用数据模型,详细阐述了模型的存储格式及其特点。基于三维GIS场景,构建了标量场多维动态渲染模型,探讨了基于几何对象的海洋标量场数据多维可视化方法,实现了海洋标量数据的直观、多维、动态可视化表达。技术试验表明,该方法高效、可行,可为其它海洋环境要素数据的可视化与分析提供技术借鉴。     

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.     

工程地质三维空间建模技术及其应用研究

对工程地质研究的主要三维空间对象(勘探区域三维地质剖面体)进行了规范化的构造描述，对当前主流三维空间建模方法进行了综合分析。在此基础上，结合专业建模对象的构造特点及三维数据模型适用表达对象的不同特性，融合单元分解表示(CE)、构造实体几何(CSG)和边界表示(B-Reps)三种数据模型的建模思想，以及栅格模型的基本体元划分机制和数据组织方式，以不规则五面体为基本分析单元，采用面向对象方法构造模型内各娄对象，提出了一种面向对象的三维矢量与栅格混合模型，实现了勘探区域三维地质剖面体的惟一性拓扑表达，并给出了可视化方案。分析了几例基于此模型的工程地质应用，借以验证该模型在工程地质领域内应用的合理性和可操作性。     

基于多种三维场数据模型的场景分析与表达

基于WebGL技术,在面元模型和体元栅格这2种基本场数据模型的研究基础上,引入体渲染技术,实现了一种同时具备前两种模型优势的体渲染模型,以适应现实世界各种各样复杂的三维场景。本文主要围绕3种模型如何构建、内部信息如何表达、场景如何落地等问题,进行说明与效果展示。能够为业务分析提供更形象的可视化支持,为相关部门的决策提供强有力的支撑。     

新一代三维GIS在自然资源与不动产信息管理中的应用

自然资源部要实现山、水、林、田、湖、草等自然资源与不动产登记的一体化管理,必须统筹考虑自然生态各要素、山上山下、地上地下、陆地海洋及流域上下游,实现国土空间中各类自然资源与不动产登记数据的融合衔接。但是传统二维GIS在全要素信息表达、多类型资源拓扑表达及资源资产监管分析等方面都存在不可避免的短板。为弥补二维GIS的不足,新一代三维GIS技术体系逐渐形成,包括能够全空间表达自然资源与不动产对象的数据模型,面向多尺度、多源、异构三维数据的融合技术,以及三维空间分析与计算技术,实现了对自然资源与不动产信息管理的全面升维。本文在新一代三维GIS技术的基础上,建立自然资源与不动产信息管理平台,以全新视角认知山水林田湖草生命共同体,提升自然资源与不动产管理系统的服务能力,实现自然资源和不动产信息的一体化管理、用途管制及辅助决策能力。     

地质三维体重构的算法研究及其计算机实现

三维空间建模和可视化技术成为GIS研究的热点之一。可视化技术是当今表达和分析复杂数据的有力工具,将可视化技术引入到DEM和三维地质模型,可以实现三维地形和地质体的生成与仿真。简要介绍了OpenGL三维图形工具包及其与高级语言结合编程方法,探讨了基于多轮廓线的地质三维体的建模方法,以VC++6.0高级程序设计语言为开发平台,结合OpenGL图形库,开发了地质三维体的建模实验系统。     

基于规则六面体的三维空间数据插值方法

地学现象本质上是分布于三维空间的数据场.利用有限的三维采样观测结果,通过三维空间内插是分析和模拟三维空间现象分布和变化特征的重要手段.本文利用规则六面体对三维空间进行离散,采用三维空间移动插值法,以六面体格网顶点为中心,以可变半径球形窗口搜索足够数量的邻近采样点,按距离权倒数内插函数计算待定点的属性.文中给出了该算法的具体实现以及插值结果的可视化表现,证明这种三维空间插值方法是行之有效的,且符合空间现象的空间分布特点.     

基于二维地下管线数据快速建立地下管网三维场景

随着地下空间应用的不断深入,二维信息不能准确表达管线之间的空间关系,三维空间信息系统更加适合地下空间数据的表达。本文主要论述了二维地下管线数据向地下管网三维场景的快速建立,以及在建立过程中出现的各种问题,经反复实验解决问题,最终实现了地下管网三维场景的快速构建、三维管线浏览、信息查询等功能。     

基于Cesium的多尺度城市三维建筑模型可视化

城市空间信息平台的建设既要考虑宏观上的大区域空间格局分析,也要有微观层上的细节化信息分析,因此产生多尺度空间表达的需要.三维空间数据的多尺度表达,不同于二维数据,不仅要顾及输入数据的粒度特征,还要顾及可视化渲染软件平台的技术特征.鉴于Cesium成为三维空间数据可视化表达的重要平台,本研究基于Cesium系统平台及其三维可视化空间数据渲染基础功能,提出一种城市建筑物三维地图综合及多尺度可视化的方法,基于空间邻近、形状细节特征构建多层次二维数据基础,然后在多分辨率三维视觉感知条件下,实现三维建筑物的多粒度可视化渲染.     

煤矿地理信息系统数据模型的研究

地下煤矿开采所面对的空间目标具有灰色、动态变化的特征。本文在分析煤矿空间信息特点的基础上,提出了实用于煤矿的地理信息系统数据模型。这些数据模型包括全要素的结构化不规则三角网（ＴＩＮ）与ＧＩＳ一体化数据模型以及网状模型。     

地下工程多层TIN面片与形变测量数据融合模型的构建及可视化研究

利用地下工程监测数据的空间特性,对离散监测点和等高线采样点进行混合建模,采用带约束条件的点缓冲及填充算法分析实现了地形图与地表常规形变监测数据的结合,并自编程序实现了地下工程多层空间(不规则三角形网面即TIN面片)的可视化,揭示地形图与地表常规离散点形变监测数据之间的关系和隐藏在相应数据背后的信息.同时,探讨了应用多层TIN面片和其他背景图层的混合空间3维建模.     

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。     

基于几何元素的三维景观实体建模研究

在分析已有国内外研究成果的基础上 ,提出了基于几何元素的 3DCM空间数据模型。实验证明 ,该模型能较精确地表达 3DCM中各类景观实体及其空间关系。     

A 3-dimensional data model for visualizing cloverleaf junction in a city model

The research work has been seldom done about cloverleaf junction expression in a 3-dimensional city model (3DCM). The main reason is that the cloverleaf junction is often in a complex and enormous construction. Its main body is bestraddle in air, and has aerial intersections between its parts. This complex feature made cloverleaf junction quite different from buildings and terrain, therefore, it is difficult to express this kind of spatial objects in the same way as for buildings and terrain. In this paper, authors analyze spatial characteristics of cloverleaf junction, propose an all-constraint points TIN algorithm to partition cloverleaf junction road surface, and develop a method to visualize cloverleaf junction road, surface using TIN. In order to manage cloverleaf junction data efficiently, the authors also analyzed the mechanism of 3DCM data management, extended BLOB type in relational database, and combined R-tree index to manage 3D spatial data. Based on this extension, an appropriate data structure for cloverleaf junction in 3DCM is proposed.     

A 3-dimensional data model for visualizing cloverleaf junction in a city model

The research work has been seldom done about cloverleaf junction expression in a 3-dimensional city model (3DCM). The main reason is that the cloverleaf junction is often in a complex and enormous construction. Its main body is bestraddle in air,and has aerial intersections between its parts. This complex feature made cloverleaf junction quite different from buildings and terrain, therefore, it is difficult to express this kind of spatial objects in the same way as for buildings and terrain. In this paper,authors analyze spatial characteristics of cloverleaf junction, propose an all-constraint points TIN algorithm to partition cloverleaf junction road surface, and develop a method to visualize cloverleaf junction road surface using TIN. In order to manage cloverleaf junction data efficiently, the authors also analyzed the mechanism of 3DCM data management, extended BLOB type in relational database, and combined R-tree index to manage 3D spatial data. Based on this extension, an appropriate data structur     

小麦自然水分亏缺干旱评估模型的GIS建模

小麦是我国重要的粮食作物之一,小麦干旱灾害严重影响我国粮食安全,因此对小麦干旱的评估显得尤为重要。自然水分亏缺率模型是评估小麦干旱状况的主要模型之一,该模型涉及数据类型多,模型计算复杂,影响模型的实际应用。本文利用GIS建模工具ModelBuilder建立自然水分亏缺率模型的GIS逻辑计算模型。研究结果表明：基于GIS的小麦自然水分亏缺干旱评估模型,将复杂的数学模型转变为方便快捷的GIS栅格计算,实现了模型计算过程的自动化、一体化、空间可视化,同时模型逻辑关系清晰,便于数据修改维护。     

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。     

激光扫描技术在土方量计算中的应用及精度分析

土方量计算的方法有方格网法、断面法、等高线法、数字高程模型(DEM)方法等,本文提出一种利用激光扫描获取海量数据生成不规则三角网(TIN)来计算土方量的方法,介绍其作业方法、地形数据提取、土方量计算等。在实际工程中,用不同方法计算出来的土方量会存在差别,哪种计算方法的精度更高,通过精度分析得出相应结论。     

基于三维地理信息技术的特高压电网工程建设管理方法研究及应用

三维地理信息技术以其数据承载能力强、可视化效果好,以及能够充分表达各种复杂的空间关系等特点已经成为多个行业应用的关键技术。特高压电网工程具有电压等级高、输送容量大、输送距离远等特点,工程建设面临时间紧、任务重等诸多问题,对工程建设管理创新也提出了更高的要求。本文通过对三维地理信息技术和特高压电网工程进行分析,提出了利用三维地理信息技术对特高压电网工程建设进行工程全数字化表达的方法,通过模型实体三维可视化和工程建设数据可视化表现电网工程建设情况,为特高压电网工程建设管理创新提供了一种思路。