顾及地形的城市三维可视化方法研究

介绍了三维房屋重建与城市可视化方法研究和应用模块开发的初步成果。在一般二维不规则三角网的基础上,发展了有确定边界条件下的二维不规则三角网,通过对顾及地形的铅直墙面和不规则屋顶的分别构网和合成,形成建筑物的表面不规则三角网,消去共面条件下的公共边后,实现了顾及地形的的城市房屋重建。     

顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法

在讨论不规则三角网插值方法特点和地形基本特征的基础上,提出了顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法。这种插值方法同时兼顾地形特征、插值精度和计算速度,还根据地形特征对不规则三角网进行了编码分类,就各类型的不规则的插值计算提出了解决方案。     

顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法

在讨论不规则三角网插值方法特点和地形基本特征的基础上,提出了顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法.这种插值方法同时兼顾地形特征、插值精度和计算速度,还根据地形特征对不规则三角网进行了编码分类,就各类型的不规则的插值计算提出了解决方案.     

城区大比例尺影像三维景观重建

本文利用目标提取技术,根据近似点位进行房屋角点的自动定位,自动搜索同名点,然后建立一个尽可能多地包含房顶面的目标窗口,取代传统的以房角为中心的窗口进行房顶角点影像匹配,提高了房顶角点匹配的可靠性,实现了航空影像房屋三维数据的半自动量测。进而在地面与建筑物表面二维半不规则三角网和原始数字影像的基础上,实现了建筑物可见表面纹理的恢复,重建了城市真实三维景观。     

城区大比例尺影像三维景观重建

本利用目标提取技术,根据近似点位进行房屋角点的自动定位,自动搜索同名点,然后建立一个尽可能多地包含房顶面的目标窗口,取代传统的以房角为中心的窗口进行房顶角点影像匹配,提高了房顶角点匹配的可靠性实现了航空影像房屋三维数据的半自动量测。进而在地面与建筑物表面二维半不规则三角网和原始数字影像的基础上,实现了建筑物可见表面纹理的恢复,重建了城市真实三维景观。     

面向大场景三维可视化的高精度地形数据组织

本文在分析地形数据的组织方式和LOD模型实现方法的基础上,对于大场景高精度地形数据提出了基于不规则三角网的离散LOD组织存储思路。在不规则三角网数据块的构建及接边、高精度数据的不规则LOD树与普通数据的LOD树的融合等方面做了具体研究,为大场景高精度地形数据的组织存储提供了参考。     

一种非凸包边界约束不规则三角网生成算法

数字高程模型(DEM)模拟的大多数地形区域是多种类型区域镶嵌而成的复合体,且子区域的边界一般为非凸多边形,即三角网受到边界的约束。而目前已有的各种Delaunay三角网构网算法生成的不规则三角网的边界都是区域内采样点集的凸包,不能表达复合区域和边界为非凸多边形的区域。本文作者对三角网扩张法作了扩展,使之能够在任意多边形所包围的区域内生成不规则三角网。扩展后的算法具有步骤简单、适合任意多边形边界内生成不规则三角网的优点,而且该算法可用于"分块"式生成数据量较大的三角网,同时保证各"分块"之间完整的邻接关系。     

在Visual c＋＋下建立TIN

不规则三角网是一种有效表示数字高程模型的方法，它在减少数据冗余、表达复杂地形特征方面具有很强的优越性，在实际工作中得到了广泛应用，本文讨论在VC下实现不规则三角网自动连接的方法。     

基于等高线地图的3维地形构建与可视化研究

从船舶操纵模拟器的地形要求出发,以等高线图为原始数据,对其进行扫描矢量化,利用不规则三角网法差值计算生成DEM,然后使用Multigen Creator 3维建模软件生成地形.重点研究了可视化需要调节大地形的模型精细度、真实性和实时系统运算能力之间的协调关系.最后,以鸭绿江河段和图们江河段为研究区域,建立了直观的3维地形模型.     

三维点集的自动表面重构算法

提出了一种基于透视约束利用离散三维空间点重建三维表面模型的方法，该方法充分利用摄影测量以及激光扫描等三维测量技术中隐含的透视关系．将离散点划分到不同的投影面，在局部利用二维三角网构网技术构建三角网．然后在考虑局部三角网边缘一致性的基础上组合成整体三维表面模型。该方法可以利用近景摄影测量处理产生的三维景物点或激光扫描仪采集的三维空间点自动构造三维表面模型．重建物体三维表面。实验结果表明．该算法是有效的。     

地形建模中不规则三角网构建的优化算法研究

对利用数字线划图（DLG）重建地形三维模型进行了研究，提出了基于三角形拓扑关系的自动联结三角网算法，并构造了复杂地形的三维数据模型。基于此模型，设计实现了构网优化算法，实现了复杂地形的自动三维重建。试验证明，本文提出的构网优化算法是稳健、高效的。     

局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法

倾斜摄影测量方法已可自动获取城市规模的实景三角网模型,然而散乱的三角网缺乏精细的几何结构和功能语义信息。为克服上述问题,提出一种局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法:将具有语义信息的独立三维部件与实景三角网模型的无缝融合问题,通过定义三维表面结构树,转换为局部区域的三角网替换操作;在待融合区域附近,将原实景三角网模型和替换的三维语义部件,通过局部参数化表达,UV展开为二维平面三角网;在二维平面上构建约束Delaunay三角网(CDT),实现两模型的无缝拼接,逆映射至三维空间并自动重建语义部件。通过深圳某区域的倾斜影像进行的试验证明,本文方法能有效实现具有开放边界和语义信息的部件模型与表面模型的无缝融合。与商业软件Maya对比,这种基于插入、融合的手段对提高建模效率具有实用价值。     

河流数字高程模型的改进及其应用

数字高程模型(DEM)是河流信息化管理的基础数据,在水利工程的规划设计、实时调度、地形分析等方面发挥巨大的作用。而基于Delaunay三角网构建DEM具有构网灵活、多分辨率、三角形形状良好等优越性。针对具体应用设计了河流DEM的数据结构,并采用将改进的三角形生长法作为核心算法在VC 6.0 MFC环境下实现了DEM的建立、库容计算、二维可视化及属性查询等模块。     

特征点与骨架线约束的DEM简化

针对基于特征的地形简化方法不能很好的同时顾及特征点和骨架线的问题,提出了一种特征点与骨架线约束下的数字高程模型简化方法,在选取重要的地形特征点构建简化不规则三角网的同时,利用地形骨架线对简化过程中不规则三角网的生长实施约束。从等高线生成、高程精度、地形形态描述指标和地形骨架线保持程度4个方面,与广受关注的特征点方法、新近提出的复合方法进行对比。实验结果表明,本文提出的方法在各个方面均较显著地优于前两种方法,能够在地形简化过程中更全面、更大程度的保留初始地形的形态。     

基于三角网无缝拼接的三维重建

针对某东汉墓葬群,利用数字摄影测量中像点和三维点的对应关系,将三维空间的构网转化为二维平面的三角构网,并采用人工选取构网范围、人工点选种子点的办法,实现集合的求差计算,确定影像的构网范围,保证了局部三角网的无缝拼接,成功实现了对该墓室群的三维重建。同时还采用该方法对某花瓶模型进行了重建实验,达到较理想效果。     

复杂地形条件的地表面积计算软件开发

针对现有地表面积计算软件在计算复杂地形时操作异常繁琐,且所生成三角网为单边界三角网这一问题,开发了一种新的地表面积计算软件。采用C#语言,利用数字地图,按照三角网建立地面模式,通过三角网内高程内插、点坐标集判断和分类等方式,完成待测区域内地表的并行分块与三角网的重建,实现复杂地形条件下的多边界三角网的生成和地表面积的一体化计算,并将区域内各个三角形的编号和面积直接显示于计算机屏幕上。实验结果表明:该软件使用直观方便,操作简单,精度可靠,适用范围广,可以有效地减少计算复杂地形地表面积时的操作步骤,降低工作强度,并能输出面积计算结果的各种信息。     

原控制网归算为GPS网坐标系统方法的选择

当城市GPS网完成之后，其中一部份原三角网的重合点，出现了二套坐标数值，对于测量成果的统一性是一个原则性的缺陷，因此将原三角网成果归算为GPS网坐标系统是一个城市控制网改造的一个环节，数十年来各城市的控制成果已累积了很可观的数量，从三、四等三角网，到一、二级小三角或导线点，总和点数约有数千之多，     

基于格网和方向法索引的Delaunay三角网生成算法

Delaunay三角网在地形表达、表面对象重建、数字城市等GIS领域有着广泛的应用。常见的三角网构建算法中的逐点插入法算法简单、灵活,但是其效率受查找三角形的约束。文中提出一种用虚拟格网索引和方向法相结合的方法,改进对三角形的索引、对点定位的算法,能有效提高构建三角网效率。通过实验证明,这种方法对计算机硬件配置要求较低,且效率高,构建Delaunay三角网的效果好。     

不规则三角网TIN的生成与优化

不规则三角网TIN是按地形特征采集的点根据一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形构成一个不规则三角网。DEM不是地表的高保真描述，TIN才是地表高保真描述，为此在生产地形数据时都由使用DEM改为使用TIN。真正射影像图生产更是只能使用TIN：地物数据用作特征线也通过TIN对地形表达做贡献。     

基于格网和方向法索引的Delaunay三角网生成算法

Delaunay三角网在地形表达、表面对象重建、数字城市等GIS领域有着广泛的应用。常见的三角网构建算法中的逐点插入法算法简单、灵活,但是其效率受查找三角形的约束。文中提出一种用虚拟格网索引和方向法相结合的方法,改进对三角形的索引、对点定位的算法,能有效提高构建三角网效率。通过实验证明,这种方法对计算机硬件配置要求较低,且效率高,构建Delaunay三角网的效果好。