3维地理信息中3D模型研究综述

介绍了当代3维地理信息系统中3D模型研究的发展状况.主要涉及3D GIS的发展现状、3DGIS空间数据模型的研究进展和有待研究的3D GIS模型理论与技术问题等方面的内容.     

真3维地学构模的若干问题

以科学可视化、3维GIS、3维地学模拟及其在地质采矿与岩土工程中的应用为背景。系统分析了国内外3维地学领域面元构模、体元构模和混合构模方法的优缺点及其适用范围,指出了其存在的基本问题。介绍了广义三棱柱(GTP)的真3维地学构模原理、方法与技术特点,及其基于采样数据、本质开放与内合拓扑关系等性能优势,进而分析了基于GTP的真3维地学构模中亟需研究解决的核心问题和主要内容。指出：海量地学空间数据组织是3DGMS的心脏;在真3维地学模拟系统研发方面需要吸取科学可视化技术与3维GIS的营养,并充分利用VC 和OpenGL的图形函数,实现灵活方便、用户友好和可交互的地学可视化操纵。     

3维安保地理信息系统的设计与实现

传统的地理信息系统已经无法满足现代安保工作的需求,3维安保地理信息系统作用日益凸显。说明了系统建设目标、体系结构、技术路线,详述了系统建设,包括数据设计、功能设计与开发和关键技术,实现了亚运3维安保地理信息系统研发。满足了警务安保业务需求,在亚运安保中得以实际应用,为同类系统的研发提供有益借鉴。     

浅析3维地理信息系统技术

本文首先对什么是真3DGIS。以及3DGIS的发展现状进行了分析。然后指出并分析了3DGIS发展的若干关键问题,最后对3DGIS的发展趋势进行了探讨。指出3维城市地理信息系统(3DCMS)和3维地学模拟信息系统(3DGMS)将是3DGIS发展的两大方向。并最终促进3DGIS技术的发展。     

3维GIS技术进展

从基本概念、应用需求和技术动态等方面就3维GIS技术的发展与演进进行了简要评述.强调了专业化与大众化两种应用对3维GIS提出的不同挑战.     

基于GIS的城镇地籍信息管理系统设计研究

针对城镇地籍工作流的特点,应用先进的数据库管理技术、空间数据引擎技术、地籍信息分类编码数据管理技术,设计了一套城镇地籍信息管理系统的方案,并成功地应用于国土部门地籍管理信息中。     

3维地理信息系统技术综述

文中对3维地理信息系统技术进行综述性介绍,扼要地讨论了国内外有关3维地球空间信息的获取、管理、分析与可视化等技术的进展与动态,并分别探讨了它们的优势和局限。     

基于GIS的城镇地籍信息管理系统设计研究

针对城镇地籍工作流的特点,应用先进的数据库管理技术、空间数据引擎技术、地籍信息分类编码数据管理技术,设计了一套城镇地籍信息管理系统的方案,并成功地应用于国土部门地籍管理信息中.     

大流域3维水情信息系统的设计与实现研究

阐述了天津海河流域3维可视化应用系统的建设背景,系统设计及使用的关键技术。海河流域3维可视化应用系统（HH-VRGIS）是海河流域水利信息化的重要组成部分,它充分运用了现代GIS技术,先进的3维虚拟仿真可视化技术,大型数据库管理技术以及通信技术对水文专题信息的空间分析模型与查询技术进行了全面的整合,对海河流域的信息化管理,水资源的科学化调度和汛情及时准确的模拟和仿真做了基础研究。实践表明,该系统设计先进,界面友好,功能完善,运行稳定,具有较好的应用前景。     

无人机遥感及3维建模技术在景区3维虚拟景观生成中的应用

主要探讨采用无人机航片、ETM影像、Quickbird影像、DEM数据和DLG数据构建景区3维虚拟景观的方法,重点介绍了多种遥感影像数据的处理、建筑物3维建模、数据的集成整合、3维虚拟景观生成等方面的内容,解决了影像的纠正、调色,3维建模优化,各类型数据的匹配,3维虚拟景观构建及扩展应用等技术问题.     

空间数据质量评价模型和方法研究

在分析各种空间数据质量规范、细则和标准的基础上,根据数据模型特点,从理论到实践较为全面系统地探讨了质量评价模型与方法。从数据的误差源头分析入手,提出合理的空间数据质量元素,建立了适应GIS空间数据的、统一的空间数据质量模型,即基于数据组成的数据质量评价模型和基于规则库的数据质量评估方法,并以此为基础,建立数字线划图(DLG)、数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM)及三维数据的基于数据组成的质量评价模型及权值。     

基于LADM的三维地籍管理模型构建及应用

随着我国土地利用呈现立体化趋势,二维地籍管理模式已经难以反映垂直空间上土地的利用及权属状况,需要引入三维地籍管理模式。目前,我国学者提出的三维地籍模型没有考虑到权利人、权利和土地管理单元之间的联系。ISO/TC211提出的LADM从人地关系的基本点出发,由地籍主体、客体、土地权利构成核心的登记框架,该框架引入了LA_SpatialUnit这一核心类,该核心类覆盖了建筑物单元,网状设施等三维地籍形态,并分别建立了行政管理单元与空间单元。本文通过借鉴LADM的核心框架,提出了适合我国国情的三维地籍概念模型,并选取面元模型的构模方式,结合面向对象的思想构建空间单元的数据模型。在此基础上,设计了LADM的三维地籍管理模型,并开发原型系统验证其可行性,通过对房屋产权单元和地下宗地的管理实例,验证了该模型在我国三维地籍管理中是可行的。     

东营市垦利区三维地籍系统建设的关键技术研究

传统地籍是以二维宗地为基本单元进行管理的,不能真实反应地上、地下的空间土地使用权管理的需要。为了全面提升国土资源管理水平,积极探索地上与地下、大场景真三维空间信息应用的新模式,提高三维GIS的技术水平与应用能力,建设三维地籍系统,真正实现地上、地下的空间土地使用权有效管理,该文以东营市垦利区三维地籍系统为例,结合地籍管理需求,以二维宗地为基础,结合数字地表模型(DSM),形成了三维地籍数据库,开发了适应于三维地籍管理需要的垦利区三维地籍系统,实现了地籍管理的飞跃。     

一种地名地理实体数据自动获取方法

以提高地名地理实体数据自动化生产程度为切入点,充分利用矢量基础地理框架数据成果,提出了一种地名地理实体数据自动获取方法。首先结合矢量基础地理框架数据的数据分布特点,制定了合理的地名地理实体数据自动提取策略;在此基础上,针对所提取的数据集存在重复地名、同一地名的地理实体数据存储分散或被动分割等问题,通过设计有效的地名匹配策略,对同一地名进行去除重复处理,在此基础上将对应的地名地理实体数据进行归并处理;最后,结合实体数据的组织特点,建立了适合于点、线、面、多点、多线、多面、几何集合等不同类型的地名地理实体数据重组方法,实现对地名地理实体数据的空间重组。实验表明,采用所提出的方法,不仅能有效地获取地名地理实体数据,满足地名工程建设需求;而且改变了传统的数据生产模式,充分利用了现有数据成果,避免了地名地理实体数据的重复建设。该方法的提出为地名相关工程建设中地名地理实体数据的生产、更新提供了一种新思路和新方法。     

基于ACE的海量三维空间数据通信研究

三维可视化已成GIS发展的潮流,这必然会导致空间数据量的激增,通过集群系统和并行数据库系统可以很方便地解决海量数据的存储管理问题。但是,在海量环境下,一般数据库管理系统提供的查询接口,仍然难以满足实时三维场景可视化的速度需求。因此研究C/S模式下海量三维空间数据的高效调度成为三维GIS发展亟须突破的难点。在数据库服务器端和客户端之间加上应用服务器端,提供数据缓存、预调度等功能,减少服务器端磁盘I/O所带来的时间消耗,可以明显加速数据调度。本文系统分析了这种客户端/应用服务器端/数据服务器端模式下三维空间数据通信的难点和主要设计挑战,并针对三维GIS的数据访问特征,设计了一套能满足三维GIS实时调度的通信应用层协议。以ACE中前摄器框架为基础,结合线程池技术提出分层策略,搭建了海量三维空间数据的通信架构,它是一种面向对象的构架,可以方便地进行功能的定制和扩展。     

网络3维地球软件客户端缓存动态管理设计与实现

本地缓存机制能够显著减少数据请求,提高网络数据传输与可视化效率.本文探讨了多线程模式下的网络3维地球软件客户端空间数据访问与缓存替换流程,针对性设计并实现了一种基于内外双缓存及单一大数据文件模式的空间数据缓存动态管理机制,通过实验验证了方法的有效性.     

面向空间特征的虚拟树木建模方法与应用

树木的三维建模是建立虚拟森林环境的关键问题之一。基于树木形态结构特征分析,提出了面向对象的矢栅混合模型,并详细描述了主干、枝段、枝条和树叶之间的五组拓扑关系。结合L-system s和三维几何结构方法的优势,提出规则和约束的三维树木建模方法,该方法将分枝策略和叶片空间分布特征转化为规则,利用参数化L-system s实现,建模时将树木的空间几何特征和拓扑关系赋予树木模型,所建模型符合树木的生物物理特征。建模过程中通过阈值、模型调整和随机值约束,对模型参数进行控制,约束的内容包括树木结构、单叶尺寸、叶面积指数、随机性四个方面。最后,利用VC++与OpenGL实现了数据模型与建模算法,并利用实测数据进行了验证,所得模型比其他模型更符合于树木实际的形态结构参数和生物物理指标,有利于实现与树木空间结构相关的定性和定量分析。     

三维海量点云数据的组织与索引方法

三维点云是三维GIS重要的数据来源,也是三维GIS对地学空间对象、现象进行表达、描述以及建模的重要手段。点云数据的高效组织是对其进行各种分析处理的基础,为此本文在对三维坐标点按照一定的规则进行排序的基础上,采用规则空间八叉树与平衡二叉树相结合的嵌套复合结构进行组织,大大加速了三维点数据基于坐标的查询检索,为海量点云数据的进一步分析操作奠定了基础。最后,文中对该复合组织结构进行了内外存相统一的设计与实现,并验证了该方法的正确性及有效性。     

一种新的散乱点云数据多级空间索引

散乱点云数据具有数据量大（海量性）、数据表达精细（高空间分辨率）、空间三维点之间无拓扑关系（散乱性）等特征,在对其进行应用前必须进行数据预处理（如去噪、配准、分割等）。而在这些数据处理过程中需频繁的进行邻域查找,如果没有高效的查询索引机制,很难实现数据自动处理。因此,如何进行数据的组织和索引,以提高后续邻域检索和查询等操作的速度,是目前点云数据处理中的一个研究热点。针对现有点云数据采用的空间索引方式的优缺点,本文提出了一种多级格网和KD树混合的空间索引,该索引提出变分辨率格网索引与KD树的混合索引模式,简称MultiGrid-KD树索引。该方法在保持网格索引算法实现简单查询效率高等优点的同时,解决了单一分辨率数据冗余的问题。以故宫太和殿的点云数据为例,对本文提出的MultiGrid-KD树索引算法和KD树、八叉树等经典算法做对比。结果表明,本文索引方法在最邻近点查询以及四邻域查询的效率上均优于KD树,以及八叉树索引。     

ArcInfo 8中面向对象空间数据模型的应用

论文回顾了空间数据模型的发展历程 ,从整体上描述了 Arc Info8中 Geodatabase数据模型 ,并详细介绍了模型中对象类、要素类、要素数据集、关系类、域和规则的相关知识。基于笔者对 Geodatabase的认识 ,对 Geodatabase数据模型的优劣作了探讨 ,并针对 Geodatabase的不足 ,在组合关系的约束规则、时空数据的表达、突破图层的概念等方面提出了一些建议.