大场景三维渲染关键技术研究及实现

三维模型的海量特性和计算机硬件的制约给三维场景的渲染提出了严峻的挑战,优化三维场景中数据的组织管理方式及模型调度算法是提高三维场景渲染效率的有效途径。基于此,对三维场景的组织及模型调度进行了深入研究,提出了一些提高渲染效率的方法及算法,包括支持并行计算的快速地形制作方法、一种自适应的模型数据四叉树组织算法、基于边折叠算法的LOD模型自动生成技术,海量模型数据的内外存调度策略,地下管网的实时自动生成等,通过具体应用案例对研究结果的有效性进行了很好的验证。     

大范围城市三维模型管理技术研究

对城市三维地理信息系统中海量三维数据的有效组织和管理可以提高三维场景的实时可视化.本文利用数据库设计了由建筑物几何数据表结构、建筑物纹理数据表和独立地物表组成的城市模型库结构,通过客户端的可视化效果验证模型数据库管理和组织方式是可行且高效的,提高了实时性.     

三维城市地下管网规划辅助系统研究

城市地下管网是城市的“生命线”,随着城市现代化进程加速,传统的依靠多专业叠合的二维“平面图+剖面图”的规划设计、管理和审批方式已经难以满足保障城市正常运转的需要。本文从管线数据自动化建模、地上地面地下三维一体化可视化、管线空间分析结果展现等方面进行研究,提出了基于二维数据的三维管网快速建模流程,基于场景图进行三维场景组织管理,通过地面透明、地下模式等多种形式显示三维场景,创新了管线分析结果的立体展现形式,最终研制了三维城市地下管网规划辅助系统。目前,系统已在北京市西城区规划分局得到了实际应用,为城市地下管网的规划管理提供了极具价值的辅助决策信息。     

一种基于OSG的海量地形快速渲染方法

针对海量地形数据实时渲染,本文采用开源跨平台三维渲染引擎OSG(Open Scene Graph)技术,设计了一种海量地形快速渲染方案。文中对场景结构的组织和管理、LOD调度等关键技术展开了研究,分析了生成IVE三维模型的分页LOD层次结构,提出了一种海量地形快速渲染的实现方法。试验结果实现了海量地形数据的实时加载、距离坡度测量、多种场景漫游方式以及水淹分析等功能,对工程实践有一定的指导意义。     

基于无人机影像自动恢复三维场景系统数据库的设计与实现

无人机影像自动恢复三维场景所需的数据种类多、数据量大、结构复杂,如何高效一体化组织管理数据成为恢复三维场景系统的关键。从数据库的概念模型、逻辑模型和物理模型出发,开发一套高效的三维场景数据库管理系统,根据地物的特点对地物模型设置点位坐标和方位坐标,并设计出相应的数据存储表结构,有效解决地物模型自动精确置入地形模型的问题。最后通过海南省某条铁路线段数据进行验证,实验结果表明该数据库的有效性。     

移动设备上三维地理场景可视化研究

基于OpenSceneGraph设计并实现了一个运行于iOS平台上的三维地理场景展示系统。本文重点讨论了移动设备上大型地理场景可视化面临的主要问题和相关解决方法。通过边坍塌模型简化算法生成场景对象不同细节程度的三维模型。使用场景树管理和组织数据。利用场景裁剪、动态调度、LOD等技术,降低场景渲染对硬件资源的占用。通过构建局部坐标系有效地解决了浮点数精度引起的模型抖动问题。     

基于共形几何代数的三维地理场景建模与表达

以共形几何代数对几何体的多维统一表达为基础,构建基于多重向量的三维地理场景建模与表达流程。对CityGML数据进行解析,应用本模型对其加以组织和管理,并实现场景的可视化与交互。德国Waldbruecke村的实例验证结果显示,基于共形几何代数的三维场景建模与表达可以较好地支撑复杂地理场景的表达、重建与检索,并可实现多维度对象的统一管理与维护,有助于支撑大规模地理数据及场景的分析及应用。     

三维港口GIS的场景组织与建设过程模拟

针对港口建设研究了三维场景数据组织和建设过程的动态模拟。首先,介绍了复杂三维场景数据分类分区标准和数据建模流程;然后,详细阐述了基于场景分块、多级模型动态调度和"实体-类"模式的复杂三维场景组织和集成方法;最后,提出要素生存周期的概念,将模型与建设时间进度匹配。在此基础上,设计并开发了天津中心渔港三维动态演示系统,实现港口建设过程的三维动态模拟。     

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。     

多源异构数据集成的实景三维数据模型

本文根据实景三维中国的要求,提出一种集成多源异构数据的空间数据体数据模型。以面向对象的方式,在概念上对地理场景和地理实体的数据结构进行了统一,对传统的“三域”标识组织进行了拓展,对描述同一个地理事物的多种空间数据进行了集成,尤其拓展了对多种三维空间数据的组织和存储。增加了非结构化数据索引,支持空间数据体关联文档和多媒体数据。此外,还提出了一种简化解决空间数据体间关系的组织、管理问题的方案。最后,依据该数据模型,提出一套与之相适应的混合数据库建设方案,该方案已经在多个相关项目实践中得以应用。     

A COM-based framework for management,analysis and visualization of large scope digital elevation models

This paper presents a component object model (COM) based framework for managing, analyzing and visualizing massive multi-scale digital elevation models (DEMs). The framework consists of a data management component (DMC), which is based on RDBMS/ORDBMS, a data analysis component (DAC) and a data render component (DRC). DMC can manage massive multi-scale data expressed at various reference frames within a pyramid database and can support fast access to data at variable resolution. DAC integrates many use-ful applied analytic functions whose results can be overlaid with the 3D scene rendered by DRC, DRC provides view-dependent data paging with the support of the underlying DMC and organizes the potential visible data at different levels into rendering.     

A COM-based Framework for Management, Analysis and Visualization of Large Scope Digital Elevation Models

This paper presents a component object model (COM) based framework for managing, analyzing and visualizing massive multi-scale digital elevation models (DEMs). The framework consists of a data manage-ment component (DMC), which is based on RDBMS/ORDBMS, a data a-nalysis component (DAC) and a data render component (DRC). DMC can manage massive multi-scale data ex-pressed at various reference frames within a pyramid database and can support fast access to data at variable resolution. DAC integrates many use-ful applied analytic functions whose re-sults can be overlaid with the 3D scene rendered by DRC. DRC provides view-dependent data paging with the sup-port of the underlying DMC and or-ganizes the potential visible data at dif-ferent levels into rendering.     

镶嵌数据集框架下海量影像管理系统设计及实现

针对传统管理方式难以解决海量影像数据管理与在线使用的难题,提出了基于镶嵌数据集存储多源海量的影像数据方法,研究设计了利用在线的方式管理与调用海量影像数据库模型的方法,开发了海量影像管理系统,实现了在线方式对海量影像高效的调用、管理、打印、下载等功能。     

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。     

T级影像数据管理平台的设计与实现

栅格数据如遥感影像数据、DEM数据等是重要的空间信息数据源。本文在分析了空间数据库存贮和管理技术基础上,基于对象关系模式的数据库技术,提出了一种支持T级数据、可扩展的、支持海量多分辨率多波段影像集成平台架构体系,并进行了多源海量影像数据库管理系统的设计与实现,对多源海量影像数据合理有效管理具有一定的意义。     

海量遥感影像数据存储管理技术研究与实现

针对遥感卫星影像数据存储管理的迫切需求,研究了海量影像数据组织管理中存在的主要技术问题,提出了一种基于线性四叉树技术的影像金字塔模型快速索引机制,并运用关系型数据库技术实现了遥感影像数据与元数据的一体化管理。最后讨论了海量影像数据管理系统实现技术,并通过试验数据验证了技术方法的实用性。     

三维城市模型数据组织与管理方法研究

海量三维城市模型数据(3DCM)如何得以有效地组织和管理,决定着3DCM在各个专业领域的应用前景,也是目前三维GIS研究的一个重要问题.本文结合上海市3DCM生产过程和三维模型库建设过程,首先从模型数据、要素类别和精细程度三个方面分析了3DCM的数据内容,在此基础上系统地介绍了上海市中心城区3DCM的数据库组织方法和管...