移动VR洪水灾害场景构建优化与交互方法

当前洪水灾害场景三维可视化存在沉浸感差、移动性不足等问题。本文将移动虚拟现实（virtual reality,VR）与洪水灾害场景三维可视化相结合,提出了移动VR洪水灾害场景构建优化与交互方法。该方法首先提出了一种免插件B/S架构下的移动VR场景构建方案,然后从多样化场景数据组织、场景数据量优化控制及自适应调度对移动VR场景构建进行了优化,最后设计了基于凝视的洪水灾害场景漫游探索、信息交互查询等交互分析模式。通过构建试验平台并选择案例进行试验,证明本文方法能够有效支持在智能手机上进行洪水灾害场景流畅地沉浸式展示与交互探索分析。     

无人机遥感数据支持下滑坡VR场景探索分析方法

滑坡灾害是最常见的地质灾害之一,无人机遥感和虚拟现实（virtual reality,VR）技术的快速发展为滑坡灾害沉浸式模拟与可视化分析提供了重要的数据资源和技术支持。拟重点开展滑坡灾害VR场景动态构建与探索分析研究,探讨了滑坡灾害数据多样化组织、VR场景动态融合表达等关键技术,提出了基于手柄射线的VR场景交互方法,在此基础上进行了原型系统研发与案例试验分析。试验结果表明,所提方法在无人机遥感数据支持下能够动态构建滑坡灾害VR场景,并且能够支持用户沉浸式交互与滑坡灾情信息分析。     

知识引导的滑坡灾害场景动态表达方法

滑坡灾害虚拟场景对灾情信息理解具有重要意义。但现有的滑坡灾害场景存在建模操作复杂、可读性差等问题。针对上述问题,研究知识引导的滑坡灾害场景动态表达,探讨滑坡灾害场景内容、模型与表达特征及相互关系,建立滑坡灾害场景建模的多层次语义约束规则,提出了知识引导的滑坡灾害场景动态表达方法。在此基础上,研发原型系统并开展案例实验与分析。实验结果表明,所提方法能够通过知识引导简化建模操作过程,快速构建滑坡灾害场景,实现灾害成因、发展及影响全过程的动态表达,能更有效地帮助用户全面地理解滑坡灾害。     

利用灾害链规则的灾害模型服务链编制方法

灾害模型能够提供灾情模拟、灾损评估等灾情分析功能,在一体化综合减灾的风险评估、预测预警、灾害处置、灾损评估等环节发挥着重要作用。传统的灾害模型以单灾种为主,部署于各类孤立的业务系统中,较少考虑不同灾害之间的复杂链式关系,难以满足多灾种耦合场景下模型群交互运算的灾情辅助分析需求。针对上述问题,提出了一种利用灾害链规则的灾害模型服务链编制方法。首先,根据灾害场景分析需求和灾害链规则构建灾害模型服务链;其次,基于优化的服务质量(quality of service, QoS)指标评价体系从单灾种灾害模型群中选择最优的组合链路来实现复杂灾害场景的模拟分析功能;然后,为了保证最优组合链路的稳定性,提出了动态调整机制以解决链路模型节点失效断开的问题;最后,为了支持分布式异构灾害模型群的互操作处理,提出标准化的网络服务链发布方法。相较于传统的孤立的单灾种灾害模型,使用所提方法能够提供灵活性更高、扩展性更好、稳定性更强的多灾种复合灾情模拟分析功能。以地震为原生灾害构成复合灾害场景为例,从灾害模型服务链构建、物理模型服务链优化选择与动态调整、灾害模型服务链网络发布3个方面对所提方法进行验证。     

融合BIM特征约束点自增长模型的室内外三维模型构建研究

针对室内外复杂场景一体化建模的精度高、难度大、效率低下等特点,本文以地面三维激光扫描技术(TSL)和建筑信息模型(BIM)重构技术为核心支撑,提出了融合BIM特征约束的点自增长模型重构方法.利用该方法以西安市五路口地铁站室内外真实场景构建为案例分析,验证了基于TSL和BIM技术融合构建高精度室内外一体化真三维场景的可行...     

基于Java和VRML结合的网上房地产信息查询系统的设计与实现

提出了一种基于WebGIS理论和虚拟现实技术相结合，将二维矢量电子地图与三维虚拟场景相结合，利用GIS空间分析功能实现更优化的查询手段，探索将GIS，VR和Internet技术集成用于解决现实问题的新思路，并设计了一个原型系统来验证其可行性。     

基于有向无环图的滑坡-堰塞湖-洪水灾害链模型服务动态编排方法

现有地质灾害模型多以单灾种为主,部署于各类孤立的业务系统中,较少考虑不同灾害之间的复杂链式关系,难以满足多灾种或复杂灾害链等耦合场景数据-模型资源交互运算的综合分析需求。针对上述问题,本文介绍了一种基于改进有向无环图的滑坡-堰塞湖-洪水灾害链模型服务动态编排方法,设计了显式描述灾害链模型的统一描述模型,提出了灾害链有向无环图构建方法,动态构建面向多任务的灾害信息服务链。最后,以白格滑坡-堰塞湖-洪水灾害链复杂场景为例,验证了本文方法的有效性。     

基于CityEngine的二三维联动三维地籍建模

基于对地籍二三维联动机制的分析,本文提出了运用CityEngine建立二三维联动三维地籍系统的方法。该法通过导入实验区已有不动产调查数据,应用规则对平面图形进行拉伸、分面、分割等建模处理,实现了二、三维地籍信息的交互与联动。实验区三维场景导出后,通过发布于Web实现了三维地籍模型的空间查询与分析。实验结果证明,基于CityEngine的二三维联动地籍模型可充分兼容Arc GIS数据库,且规则建模简单,可重复利用,大大节省数据成本,缩短开发周期,适宜于大规模批量三维地籍建模,在真三维地籍未被提出的前提下,运用CityEngine构建三维地籍不失为一种高效可行的方法。     

GIS虚拟现实化方法

分析了现有地理信息系统(GIS)与虚拟现实(VR)技术集成方法,将其分为黑盒集成和白盒集成2种模式。提出了通过改变操作系统软硬件行为方式,实现GIS与VR技术集成的灰盒模式。基于该集成模式,在不对现有GIS系统进行任何修改的前提下,探讨了基于帧缓存的双目立体显示方法和基于消息映射的多模式交互设备集成方法,实现了各类GIS软件与虚拟现实设备的集成。为构建集空间分析操作与虚拟现实表达、交互一体的VRGIS系统提供了理论与方法支撑。     

三维GIS的城市暴雨积涝灾害模拟

针对传统基于二维GIS进行城市暴雨积涝模拟分析不能立体地展现积涝灾害动态演进过程、地物受灾情况的问题,该文提出了基于三维GIS进行城市暴雨积涝灾害模拟分析。该方法综合应用精细化建模与地物拉伸建模技术,通过区域DEM构建、地表路面建模、建筑物建模、地形匹配构建研究区三维模型;以改进的D8算法进行汇水区划分,应用径流系数法进行汇水区产流计算。研究结果表明,该方法能够有效实现三维场景中暴雨积涝积水深度、积水范围计算以及积水深度、受灾房屋、受灾道路可视化表达,为城市暴雨积涝灾害防灾减灾提供技术支撑。     

基于树型层次结构的远海岛礁三维场景构建方法

提出了一种基于树型层次结构的三维场景构建方法。通过划分区域、要素、室外、室内的层次结构对远海岛礁不同区域的地物要素进行模型实体构建,并结合GIS技术和三维建模技术,构建了基于Web的远海岛礁虚拟仿真系统,实现了远海岛礁三维场景的漫游、交互式查询和虚拟环境可视化,有效提高了岛礁管理部门的工作效率,为远海岛礁规划的无纸化和所见即得管理提供了参考。     

基于线性参照技术的铁路三维场景快速建模方法研究

针对铁路三维场景建模速度效率低、计算程度复杂等问题,本文利用铁路空间数据的线性分布特征设计了基于线性参照技术的铁路三维场景建模方法。首先,对铁路三维场景中的实体对象进行了抽象简化;然后,对设备设施模型属性表和事件表进行设计;最后,利用动态分段技术和几何约束法进行铁路三维场景的快速建模工作。实验表明：利用线性参照技术进行铁路三维场景快速构建在一定程度上提高了铁路三维场景构建效率,能够较好地支持空间数据和属性数据的统一表达,在铁路三维地理场景的快速构建和分析方面具有优势。     

基于ArcGIS AE与CE的三维数字城市开发

针对三维数字城市建设周期长、数据更新难等问题,本文基于ArcEngine开发组件和CityEngine建模平台,提出了一种二三维数据联动的三维数字城市开发方法。该法首先通过对立面凹凸和顶面简化,利用规则化建模方法构建城市三维模型,然后运用插件技术在ArcEngine中读取三维模型和Geodatabase二维数据,实现城市三维模型场景可视化、空间查询与分析。实验结果表明,本文提出的方法所构建的三维数字城市功能强大,可充分利用已有数据,缩短开发周期,实现二三维数据联动,彻底解决了三维数字城市系统数据更新困难问题。     

一种虚拟三维校园模型的构建方法

运用虚拟现实技术以及GIS将传统地图与虚拟三维场景结合起来,实现校园信息的查询浏览和动态交互管理。使对数字校园的漫游、查询等各项功能更加完善。给用户创建了一个更好的了解校园的平台,构建虚拟三维校园的基础是三维模型的构建,本文把桂林理工大学雁山校区作为研究对象,利用无人机拍摄的高分辨率影像作为数据源,通过结合MAPGIS进行影像配准、矢量化。最后采用SketchUp作为三维建模工具,实现了虚拟三维校园模型的构建。     

基于多视航空影像的城市三维建模方法

城市三维建模是构建"数字城市"的一项基础工作。本文提出了一种基于多视倾斜航空影像的城市三维快速建模方法:利用倾斜摄影技术获取建模区域的多视倾斜影像,经过倾斜摄影测量数据预处理,人工交互半自动生成建筑物几何模型,并将多视影像中提取的建筑物墙面纹理映射到相应的模型,建立城市建筑物的真三维模型,最终建立建模区域的三维模型。文章最后通过试验及分析,验证了该方法的可行性。     

基于规则库的三维地质自动建模技术研究

利用规则统一三维实体间的语义形式化表达,为建模提供统一的方法。利用三维矢量数据模型的框架,对直钻孔、斜孔、剖面、等值线、断层、褶皱等数据源,分别按规则制定一种数据格式,对多源地质数据进行标准化和信息融合,经过地质面和地质体的快速构建,提出了建立基于规则库的三维矢量数据模型。同时研究了适合各类地质特点的三维模型自动构建方法,包含多源数据耦合层状地质体自动建模技术、基于剖面单元格划分的分区—拼接自动建模技术、多约束下复杂地质结构快速建模技术、空间约束条件下三维地质属性建模技术等。在确保模型精度的前提下,尽量减少人工交互建模的工作量,提高了建模效率。     

基于RIA和WebGIS的矿井机电设备管理信息系统构建

为了满足目前矿井机电设备现代化管理的迫切需求,提出了一种基于RIA和WebGIS技术构建的矿井机电设备管理信息系统,该系统具备常规设备信息管理系统和WebGIS系统基本功能的同时,利用Alternativa3D引擎扩展了ArcGISFlexAPI对3D的支持,实现了电子图纸的三维浏览与信息查询,机电设备三维建模与交互,实时对相关设备的位置、状态等动态信息进行监控,及时排除设备故障和分析统计等功能,能够呈现更加炫目、交互性更强的用户界面,增强了用户的体验感。     

既有铁路地质灾害信息系统研究

滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害是影响山区铁路正常运营最常见的自然灾害，本文论述了利用航空遥感、地理信息系统进行铁路地质灾害调查和建立灾害信息系统的技术路线与方法，并以宝鸡至天水铁路为研究区，讨论了灾害数据库的建库流程、灾害查询、灾害分析模型以及灾害制图等问题。     

无人机实时视频与三维地理场景融合

针对无人机视频巡查时无法获取视频要素与周围场景地理要素的空间关系等问题,本文提出了一种无人机实时视频与三维地理场景融合方法。该方法通过设置路线站点获取无人机实时巡查视频,利用高分辨率倾斜摄影模型构建三维地理场景,将视频在三维地理场景中投影,构建视频投影参数规范和无人机数据传输模型,实现无人机实时视频与三维地理场景融合展示;对无人机实景融合的应用流程进行设计,并通过具体案例进行试验验证。试验结果表明,无人机实景融合具有良好的表达效果,视频与三维地理场景融合度高且视频画面变形较小。该方法将无人机视频应用扩展至三维空间,为视频要素赋予了空间参考。     

基于ArcGIS Engine的三维场景快速动态建模方法

三维地理信息系统应用的一个热点就是三维场景的快速动态建模方法,而已有的三维场景快速建模技术或多或少存在一些局限。本文针对三维场景快速建模中存在的问题,提出了一种基于GIS组件技术和数据库技术的快速动态建模方法,该方法预先建立对应的三维场景模型库,并保存于数据库中,通过ArcGIS Engine组件的地理描述和数据库动态调用来获取三维场景模型构件,组装成所需要的三维场景,从而大大提高三维场景建模的速度,而且还具备数据编辑和空间分析能力。最后,将快速动态建模方法应用到危险品运输监控三维场景的动态构建中,实现了危险品运输系统三维场景的快速建模、真实感显示和运输调度。