面向大规模滑坡灾害模拟的地形建模与三维可视化

针对大规模滑坡灾害模拟时滑坡模拟计算和大规模地形渲染导致内存消耗大、难以实现大规模滑坡地形数据渲染的问题,提出了一种四叉树多分辨率地形渲染方法。考虑到大规模滑坡地形数据的海量性,分层分块组织地形数据,构建地形块线性四叉树索引;并结合提出的地形节点查找方法动态查找和调度地形数据,建立节点细分评价体系和地形接边算法,提出了四叉树多分辨率地形渲染优化算法。实验结果表明,利用所提出的大规模滑坡地形渲染算法,合理调度三维场景数据,满足了大规模滑坡地形数据渲染要求,也实现了大规模地形高保真度表达,为大规模滑坡模拟奠定基础。     

一种面向虚拟地球的海面动态可视化优化方法

现有的虚拟地球中的海面可视化方法主要采用投影网格的方式组织海面格网,这种特殊的网格组织方式,导致其在反映不同海域差异性特征时存在缺陷。基于全球离散格网的海面可视化方法由于能够与虚拟地球离散的空间剖分相匹配,有效弥补了投影网格法的缺陷,因此更符合虚拟地球海面仿真应用的需要。然而现有的离散格网法存在绘制效率差、场景加载慢、需要修补格网缝隙等问题,限制了其应用发展。对此,本文在现有离散格网法基础上进行优化:首先,在数据结构上对传统等经纬度离散格网进行扩展,设计了一种面向GPU绘制的多尺度海面网格模型来组织管理海面格网;其次,为了实现风场驱动下的海浪动态绘制,在多尺度海面网格模型的基础上提出了一种支持实时风场更新的海浪动态绘制方法;同时,考虑到格网缝隙修补对系统效率的影响,本文针对海面格网特点并结合GPU技术提出了一种高效的海面格网缝隙修补方法。最后通过对比试验验证了本文方法的可行性和有效性。试验结果表明,本文方法绘制效率稳定,加载速度快,且能弥补现有方法在功能上的缺失,因此应用范围更加广泛。     

面向灾害风险评估的台风数值模拟及可视化

针对具体台风对地区灾害风险影响的快速应急的特点,运用Shapiro台风风场模型,结合GIS技术,以201319号“天兔”台风为例,实现了台风的数值模拟、该台风具体时刻的影响区域的可视化及对广东省的灾害风等级区划,以期为应急部门的防灾减灾工作提供科学的参考依据.     

一种面向对象的滑坡变化检测方法

滑坡作为常见多发的地质灾害,危害人民生命财产与国家基础建设,若能够对潜在滑坡进行监测,则可以最大限度地减少它所造成的损失。以某水坝为实验区进行了研究,通过建立检测规则,梳理各滑坡对象层间的层次关系,对滑坡变化情况进行了检测。     

一种基于双目视觉的三维重建方法

双目视觉通过模拟人眼处理景物的方式可以获取目标物体的三维信息,具有非接触、速度快、精度高、自动化程度好等诸多优点,可以大大提高工业生产效率,逐渐成为人们研究的热点。通过研究双目视觉测量系统的基本原理和涉及的关键技术,结合相关硬件设备,设计并实现一套双目视觉测量原型系统。该系统先用张正友标定法解算出摄像头的内部参数以及它们之间相对位置关系,实时纠正目标场景的立体影像,再用SGM方法进行逐像素匹配,获取深度图、计算物点坐标信息。通过实验对系统各个模块进行了测试验证,结果表明该系统具有一定实时性和可靠性。     

一种面向GIS的时空索引方法

对时空索引的技术要求进行了说明,分析了目前的时空索引方法及其局限性,提出了基于最小限定盒的时空索引结构--STB树,并对其运算算法进行了描述。     

一种便捷的城市三维景观可视化方法

本文提出了基于城市CAD地形图和高分辨率遥感影像的城市景观三维建模方法。利用建筑物的多边形和层数属性,在二维GIS软件中以建筑物多边形为底、层数乘以每层高度为高,生成立柱体。再把立柱体和正射影像投影到DEM上,得到城市三维景观模型。本研究以南京市新街口地区为例,实验结果表明,该方法是一条经济而高效的城市景观三维可视化途径,可广泛应用在城市GIS的相关研究中。     

一种个人地理标记数据的可视化方法

个人地理标记数据是个人通过笔记本、平板电脑或者手机等设备发布的包含地理位置且与个人相关的文本、照片和视频等信息。本文针对个人地理标记数据的特点,提出了一种适用于地理标签数据的可视化方法——个人地理标记数据拓扑图,并设计和实现了核心算法。为了比较和评估该方法的效能,对"文本列表""普通地图"和"标记拓扑图"3种用户界面进行了可用性测试,并对测试数据进行了方差分析。测试结论表明,3种不同用户界面在查找个人地理标记数据的效率方面存在显著性差异,其中文本列表和标记拓扑图均优于普通地图,文本列表和标记拓扑图在查找时间上的差异并不显著,标记拓扑图在查找时间均值上略优于文本列表。     

一种面向地理信息系统的空间索引方法

空间检索技术是有交地管理和操纵空间数据的一种必要手段，本文分析了目前常用的空间检索方法在地理信息系统应用上的局限性，指出了一种基于凸多边形的空间索引技术，本文首衔介绍了目前常用的几类空间索引技术及其特点，接着讨论卫面向地理信息的空间索引技术面临的基本问题，提出了基于凸多边形的空间索引结构－CP－树，并侧重分析了其空间运算算法及时空效率，最后指出了空间索引技术所存在的问题及下一步的研究方向。     

一种改进的三维流场数据可视化方法

针对三维流场数据可视化容易出现的显示混乱问题,提出一种三维流场可视化自适应方法。该方法引入模糊支持向量机对流场特征进行分类预处理,并提出一种改进的线积分卷积算法,该算法利用模糊支持向量机得到的隶属度自适应生成Sobol稀疏噪声,避免当噪声过于稠密时产生重叠现象,而当噪声过于稀疏时漏掉流场重要的细节信息。通过多组流场三维可视化仿真实验的比较与分析,验证了本文方法的有效性。     

滑坡灾害遥感遥测预警理论及方法

本文系统地探讨了滑坡灾害多源遥感遥测数据综合建模预警理论及方法,体现了多学科交叉对滑坡灾害研究的贡献。主要内容如下：     

地基干涉雷达地面灾害监测数据可视化方法

针对目前对地基干涉雷达监测数据的可视化程度偏低,可视化效果涵盖信息不够丰富的现状,该文以地基干涉雷达系统的露天矿区边坡地面灾害监测为例,实现了多样化的可视化效果。该方法利用遥感影像和人工测量高程数据,丰富了可视化中的地表覆盖信息和地形起伏情况等重要信息,具有结果数据和过程数据的多样化可视化方式。结果表明,该方法改善了单一的地基干涉雷达系统监测数据的可视化效果,充分发挥了其形变预警分析功能。     

地基干涉雷达地面灾害监测数据可视化方法

针对目前对地基干涉雷达监测数据的可视化程度偏低,可视化效果涵盖信息不够丰富的现状,该文以地基干涉雷达系统的露天矿区边坡地面灾害监测为例,实现了多样化的可视化效果。该方法利用遥感影像和人工测量高程数据,丰富了可视化中的地表覆盖信息和地形起伏情况等重要信息,具有结果数据和过程数据的多样化可视化方式。结果表明,该方法改善了单一的地基干涉雷达系统监测数据的可视化效果,充分发挥了其形变预警分析功能。     

地基干涉雷达地面灾害监测数据可视化方法

针对目前对地基干涉雷达监测数据的可视化程度偏低,可视化效果涵盖信息不够丰富的现状,该文以地基干涉雷达系统的露天矿区边坡地面灾害监测为例,实现了多样化的可视化效果。该方法利用遥感影像和人工测量高程数据,丰富了可视化中的地表覆盖信息和地形起伏情况等重要信息,具有结果数据和过程数据的多样化、可视化方式。结果表明,该方法改善了单一的地基干涉雷达系统监测数据的可视化效果,充分发挥了其形变预警分析功能。     

地基干涉雷达地面灾害监测数据可视化方法

针对目前对地基干涉雷达监测数据的可视化程度偏低,可视化效果涵盖信息不够丰富的现状,该文以地基干涉雷达系统的露天矿区边坡地面灾害监测为例,实现了多样化的可视化效果。该方法利用遥感影像和人工测量高程数据,丰富了可视化中的地表覆盖信息和地形起伏情况等重要信息,具有结果数据和过程数据的多样化可视化方式。结果表明,该方法改善了单一的地基干涉雷达系统监测数据的可视化效果,充分发挥了其形变预警分析功能。     

一种山区滑坡灾损建筑物信息提取的方法

高分辨率遥感技术是我国防灾减灾中的关键技术之一,高分遥感数据的快速处理、及时准确获取灾损信息对灾后重建补偿具有重要意义。处于山地地形环境中的建筑物的地面调查评估与灾损评估往往具有一定的困难,本文结合2006年广西梧州发生的重大地质灾害,利用面向对象方法结合决策变化检测技术提高了高空间分辨率卫星影像中的灾害建筑物信息提取效率。研究中发现该次滑坡灾害在高分影像上具有显著的灾损特征。基于像元的变化检测技术与面向对象的分类方法结合可以有效剔除非灾导致的变化建筑物信息,如道路和裸地干扰信息,对进一步提高灾损建筑物信息提取的精度发挥了关键作用。     

一种三维网络GIS空间数据可视化方法的研究

三维GIS空间数据可视化是三维GIS建模的基础,针对网络环境下三维GIS在空间可视化方面存在的不足,本文提出了一种基于VRML的真三维模型构建方法。以点、线、面和体四类拓扑元素之间的拓扑关系为依据组织建立数据库,结合分布式虚拟现实技术搭建起真三维模型网络发布平台,成功实现三维空间数据的可视化。研究表明,该方法能根据三维拓扑关系建立真三维模型,为三维数据的可视化和共享、真三维GIS空间分析提供了一种新的方案。     

一种大曲率线状实体的三维可视化方法

线状模型是虚拟三维场景中的重要模型,其精细程度直接影响着虚拟场景的视觉效果。制作线状模型的常用方法分为整体模型法和分段拼接法,对于弯曲程度较大的线状模型,使用整体模型法制作时难以控制顶点坐标和纹理贴图,而采用分段拼接法又会在转弯处产生模型空隙和纹理重叠,导致模型失真。该文提出了一种针对大曲率线状实体的三维可视化方法,在几何模型制作阶段,根据路径和截面数据直接计算模型顶点坐标、法向量和索引数据,实现放样建模;在纹理贴图阶段,通过建立模型顶点与纹理图片像素的映射关系,实现模型贴图。结果表明,该算法可应用于铁路路基等大曲率线状模型的制作,具有精度可靠、人工交互少及可视化效果好的特点。