一种基于铁路设计数据的三维可视化方法研究

传统铁路设计方法无法快速展示铁路设计的三维效果,本文研究出了一种利用铁路设计数据快速动态建立铁路三维模型的方法,即在构建条带状三维大场景的基础上,使用Skyline软件提供的二次开发接口构建了三维铁路模型,并对铁路沿线地形进行填挖操作,达到铁路模型与地形的无缝衔接,从而实现铁路三维动态可视化过程。该方法提供了一种新的铁路设计成果三维展现方式,对铁路规划设计和辅助决策等具有重要的意义。     

可视地形上叠加数字线划图的设计与实现

基于目前铁路设计多是在二维地形图上进行的事实，本文叙述了利用设计部门现有的资料，构建约束的Delaunay三角网(CDT)及三维显示的过程，并提出了结合2D地形图的快速查询功能，将数字线划图(DLG)叠加到三维地形图上的方法来辅助铁路线路设计。最后给出实例证明了该方法的可行性。     

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。     

高精度矢量数据的路面三维自动建模方法

为了解决路面手工三维建模速度慢、工作量大等问题,本文面向规范化处理的高精度矢量数据,对不同路口进行精细化设计,自动生成路面三维模型。首先使用道路高精度三维信息采集软件,在获取的点云数据中半自动化提取准确的道路边线、道路标识线等矢量信息;然后针对不同路口进行精细化线形设计,提出连续四边形重建方法、弯道平滑处理方法、交叉口重建方法及路面标识线投射重建方法;最后对提取的高精度矢量数据进行规范化处理,在满足路面线形设计要求后,借助MAXScript脚本实现路面三维自动化建模。以车载移动测量系统获取的某段道路点云数据进行试验,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于语言学方法论的三维符号设计研究

依托语言学原理对三维符号设计进行研究.通过类比自然语言的语音、语义和语法结构,从图形物理结构、语义形态和构造法则3个方面分析三维符号的构成体系.提出一种语义驱动的层次化三维符号设计方法,并进行三维符号设计实践.基于语言学方法论的三维符号设计方法能够有效改善符号的系统和结构特征,能够使符号设计者和使用者均掌握符号设计与使用的能力,对提升三维符号的信息感知效率具有重要意义.     

基于UML的三维空间数据转换插件的设计与实现

应用统一建模语言,采用面向对象的方法,设计并实现了三维空间数据转换插件CCConvert,实现了三维模型数据、三维地形数据及影像数据等多种数据的格式转换、投影变换和坐标变换.     

三维地形表面点状数据交瓦采集方法设计

在总结三维可视化技术和三维交互环境特点的基础上,参考鼠标三维取值的相关算法,设计了一种多维窗口光标定位的人机交互方法,能够精确地在虚拟三维地形表面进行点状目标的采集;基于IDL开发语言实现了三维点状数据采集方法,并通过实验验证了该方法的精确性和可操作性。     

三维地形表面点状数据交互采集方法设计

在总结三维可视化技术和三维交互环境特点的基础上,参考鼠标三维取值的相关算法,设计了一种多维窗口光标定位的人机交互方法,能够精确地在虚拟三维地形表面进行点状目标的采集;基于IDL开发语言实现了三维点状数据采集方法,并通过实验验证了该方法的精确性和可操作性。     

一种基于复杂地形的设计模型建模及工程量计算方法

采用常规的二维方法计算工程量是相当烦琐复杂的工作,尤其是对基于复杂原始地形、不规则建筑物的工程量计算,选取不同计算方法得出的结果往往差异巨大.本文讨论采用建立三维设计方法,能快速建立三维原始地形模型和设计模型,高效地处理地形挖填并自动统计相应的工程量,同时可以立体直观地展示地形挖填的三维效果,显著提高设计效率和质量.     

SkyLine支持下的电力选线三维系统的设计与实现

三维GIS具有表达直观、三维空间分析等特点,可以为电力线路勘测选线提供强大的辅助设计支持及空间分析功能。在分析传统的电力线路选线方法的不足的基础上,提出了三维GIS技术在电力线路选线设计中的应用方法,并着重研究了电力选线三维系统的总体建设内容、三维可视化场景的建设方法和专题应用功能的设计思路,以及应用该系统对实际的电力线路选线设计进行了实践,满足了电力选线的要求。     

Cartography-Oriented Design of 3D Geospatial Information Visualization – Overview and Techniques

In economy, society and personal life map-based interactive geospatial visualization becomes a natural element of a growing number of applications and systems. The visualization of 3D geospatial information, however, raises the question how to represent the information in an effective way. Considerable research has been done in technology-driven directions in the fields of cartography and computer graphics (e.g., design principles, visualization techniques). Here, non-photorealistic rendering (NPR) represents a promising visualization category – situated between both fields – that offers a large number of degrees for the cartography-oriented visual design of complex 2D and 3D geospatial information for a given application context. Still today, however, specifications and techniques for mapping cartographic design principles to the state-of-the-art rendering pipeline of 3D computer graphics remain to be explored. This paper revisits cartographic design principles for 3D geospatial visualization and introduces an extended 3D semiotic model that complies with the general, interactive visualization pipeline. Based on this model, we propose NPR techniques to interactively synthesize cartographic renditions of basic feature types, such as terrain, water, and buildings. In particular, it includes a novel iconification concept to seamlessly interpolate between photorealistic and cartographic representations of 3D landmarks. Our work concludes with a discussion of open challenges in this field of research, including topics, such as user interaction and evaluation.     

规则建筑物真三维摄影测量视图

提出一种用摄影测量方法获取的规则建筑物几何模型和表面纹理，重建真实感３Ｄ图形的方法，用以扩展摄影测量制图系统，适应现代规划、设计领域决策的需要，产生较大比例尺的大区域景观图。     

武汉城市景观大道房屋三维建模及整治测绘

根据工程特点,房屋三维建模采用最适合当前房管部门的基于图形数据的建模方法。整治测绘采用传统测量方法和基于GPS RTK测量的方法,在MicroStation V8开发的程序上进行计算统计。本测绘成果的使用是房产测绘的社会服务、决策参谋功能的具体表现。     

Parallel algorithm for viewshed analysis on a modern GPU

Spatial analysis, including viewshed analysis, is an important aspect of the Digital Earth system. Viewshed analysis is usually performed on a large scale, so efficiency is important in any Digital Earth application making these calculations. In this paper, a real-time algorithm for viewshed analysis in 3D scenes is presented by using the parallel computing capabilities of a graphics processing unit (GPU). In contrast to traditional algorithms based on line-of-sight, this algorithm runs completely within the programmable 3D visualization pipeline to render 3D terrains with viewshed analysis. The most important difference is its integration of the viewshed calculation with the rendering module. Invisible areas are rendered as shadows in the 3D scene. The algorithm process is paralleled by rasterizer units in the graphics card and by vertex and pixel shaders executed on the GPU. We have implemented this method in our 3D Digital Earth system with the DirectX 9.0c API and tested on some consumer-level PC platforms with interactive frame-rates and high image quality. Our algorithm has been widely used in related systems based on Digital Earth.     

基于六边形格网的城市内涝洪水演进方法研究

基于六边形格网建模的方式研究城市内涝洪水的演进过程,采用离散格网的方法,建立了一种基于规则多尺度离散格网的城市几何模型,通过三维地形测量数据和二维建筑物矢量数据的融合,形成了规则的地表格网模型,该模型同时考虑了城市地形和建筑等特殊阻拦体。在此基础上,提出了一种逆向的水流推演方法,由洪水的状态反算演进过程,即以洪水的水淹深度为基础,通过与出(排)水口的连通性,计算水淹的范围,由此实现了城市内涝洪水的模拟推演。试验表明,本文方法能够有效地实现城市内涝场景的演进推演,可以为城市防减灾与应急决策提供科学依据。     

基于OGRE的高精度三维城市建模技术分析

三维城市模型作为城市三维地理信息系统的重要组成部分,已广泛应用于城市规划、城市建设、建筑设计等领域。随着计算机图形学技术以及虚拟现实技术的不断发展,为快速、自动化生成高精度的三维城市模型提供了条件。本文基于OGRE引擎,阐述了三维城市建模技术的整体架构及关键技术,开发了自动化建模工具及三维可视化平台,实现了城市建筑自动建模及模型实时渲染显示。     

基于GIS的乌东德水利工程三维辅助设计系统

以乌东德水利工程为例,介绍了自主开发的基于GIS的水利工程三维辅助设计系统:系统的目标、设计框架、功能的实现等。有助于水利工程设计的数字化、可视化和智能化。     

道路交叉口自动检测与基于OSG的三维自动建模方法

针对三维道路场景中多条道路交叉时出现的单纯重叠问题,基于开源三维图形渲染引擎OSG(OpenSceneGraph),提出一种三维道路交叉口的自动检测与建模方法。该方法通过分析道路矢量数据的存储特点及道路交叉口的设计规范,快速获取交叉口区域并识别其所属类型,结合计算机图形学和OSG场景渲染技术实现道路交叉口的自动建模。试验表明,该方法有效地解决了三叉型、四叉型、环岛型和分离式立体交叉口的一键式生产,无需人工干预,为未来大数据三维道路场景的快速构建奠定基础。     

基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法

随着三维激光扫描技术应用领域的不断拓展,对点云数据三维建模的需求越来越迫切。曲面重建技术作为三维建模的核心技术之一,在逆向工程、计算机视觉、计算机制图以及虚拟现实等技术领域都有着非常广泛的应用前景。本文提出一种基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法,其本质是一种结合了曲面生长算法思想的贪心算法,即在一定约束条件下,按照最优三角形选择标准,算法从预先构建好的三维狄洛尼三角网中,逐个筛选出最优三角形添加到生长曲面上,最终输出由一系列显式三角形所组成的流形曲面。这种方法对比目前主流的隐式曲面重建算法具有参数依赖性较小、不需要计算法线等优点,并且能够重建地形扫描、建筑物扫描和精细化扫描的点云模型。利用此算法对多种点云模型进行曲面重建试验,结果表明该算法生成曲面质量好、重建效率高、实用性强,能够很好地应用于三维建模领域。