三维智慧管线综合管理系统关键技术研究——以山东省禹城市为例

针对二维地下管网资料图档信息不全、现势性差、精度不高、管理缺位等问题,本文提出了建设三维智慧管线综合管理系统来反映地下管网空间位置关系,构建集管网数据动态更新、三维综合应用和信息共享共建于一体的GIS综合管理系统。以山东省禹城市为例,对三维智慧管线综合管理系统的总体架构、系统数据库及功能设计进行了介绍,重点探讨了系统建设中应用到的基于skyline的二三维一体可视化、基于管线全生命周期的数据动态管理更新、基于物联网的智能传感与实时监控三项关键技术,解决了管线二三维一体可视化、数据动态管理更新以及后期运维管理的相关问题,可为其他城市地下管线管理系统的建设提供参考。     

基于OpenGL的地下管线三维缓冲分析算法研究及应用

三维空间关系比二维要复杂得多,它们的缓冲分析功能也多是基于二维数据运算,基本没有实现构建管线实体的三维缓冲体,非真正意义上的三维缓冲分析。该文采用断面与体面三角剖分拟合的方法,基于OpenGL构建了管线实体的点、线、体的三维缓冲体模型,实现了管线实体的缓冲体分析,验证了缓冲体分析算法的有效性和正确性。     

山东省枣庄市中心城区三维地质模型建立研究

目前,直接基于钻孔构建三维地质模型的研究中存在钻孔难于获取、产状信息分布稀疏、建模结果难以人工交互干预等问题,该文以山东省枣庄市中心城区三维地质建模为例,提出一种基于剖面单元格,借助平面地质图添加虚拟钻孔的三维地质体建模方法,实现了基于平面地质图添加虚拟钻孔方式生成精准的剖面图。该方法不仅为解决当前建模中存在的数据不足、建模自动化程度较低及精度不够的问题提供了新的思路,扩大了三维地质建模可利用的数据源,实现了三维地质模型构建,为进一步实现钻孔、剖面与平面地质图数据融合进行模型优化和逐步求精打下了基础,为今后开展三维地质建模工作提供了参考。     

基于WebGL的三维管线轻量可视化方法

数字城市和智慧社会对综合管线信息三维轻量可视化的需求越来越多。针对全市大范围三维管线丰富的几何、材质与纹理等多细节层次信息三维轻量可视化难题,本文设计实现了基于Web GL的三维管线轻量可视化方法。该方法针对三维管线数据设计了动态组织调度策略,通过异步加载、可见性剔除等技术,把视点相关的管线和管点信息动态接入并实时生成三维模型,基于Web GL以GPU硬件加速的方式进行实时渲染绘制。典型城市综合管线信息管理应用实验表明,该方法能够在网络环境下各种终端上实现多种类型管线多细节层次三维模型的实时真实感可视化。     

基于A-star算法的矿井事故救援研究

针对井下不同形状巷道几何空间特征,确立以空间点、线、面为基本图元,以巷道中心线作为三维模型构建的基础框架,建立巷道三维模型。采用启发式路径搜索A-star算法,实现了应急救援路线智能快速选择。实践证明,该方法对于矿井事故定位和救援具有一定的实用性。     

基于A-star算法的矿井事故救援研究

针对井下不同形状巷道几何空间特征,确立以空间点、线、面为基本图元,以巷道中心线作为三维模型构建的基础框架,建立巷道三维模型。采用启发式路径搜索A-star算法,实现了应急救援路线智能快速选择。实践证明,该方法对于矿井事故定位和救援具有一定的实用性。     

基于基础地理信息数据的Ⅲ级城市三维模型快速构建方法

城市三维模型是智慧城市建设的基础组成部分。结合我国基础测绘地理信息部门所累积的基础地理信息数据成果,基于CGA形状语法的建模技术,能够实现城市三维模型的快速构建。然而基础地理信息成果如何满足相应的建模需求尚未清晰。对此,本文首先梳理了以数字高程模型(DEM)、数字线划图(DLG)以及数字正射影像(DOM)为代表的基础地理信息数据特征,研究了其如何有效支撑城市三维建模中Ⅲ级产品模型的快速构建,形成了一套从基础地理信息数据到城市三维模型的数据处理与建模方法体系。以某地级市城区场景为例,基于CityEngine平台验证了本文方法的有效性。此方法能够有效增强基础地理信息数据的利用率,提升测绘地理信息部门在智慧城市建设中的贡献率。     

单镜头无人机在城市建筑物三维建模中的应用研究

基于消费级单镜头无人机构建城市建筑物三维模型,具有低成本、高效率、易操作等优势,能够较好地解决传统三维建模技术存在的工作量大、过程复杂、自动化程度低等问题。文章使用消费级单镜头无人机,通过设计"井"字型航线来获取城市建筑物倾斜影像数据,并在Smart3D软件环境下进行三维模型构建。     

平面地质图的三维地质体建模方法研究

长期以来,三维地质体建模研究主要依赖于钻孔、剖面等勘察数据进行精细化建模。然而,在缺乏大区域宏观地质背景的前提下,仅考虑局部地区的精细建模,往往会导致以偏盖全。鉴此,本文提出了一种以平面地质图为基础数据,以图切地质剖面为中介的三维地质体建模方法。该方法通过间接法加密了研究区域的产状数据,用三次样条拟合与人工修编结合的方法,对褶皱等复杂构造作处理,实现了平面地质图的图切剖面自动绘制方法;以规则体元为三维空间数据模型,通过自动绘制研究区域一系列相互平行的图切剖面,构建了栅格化的三维地质体模型;以星岗地区为研究区域,构建了原型实验系统,验证了该方法的有效性与实用性。实例证明,在其他地质数据匮乏的条件下,平面地质图的三维地质体建模方法是构建区域三维地质体模型的一种有效解决方案。     

基于手绘图件的考古遗址三维建模方法

考古遗址是研究古代人类活动的重要场所。重建考古遗址三维模型对于历史回溯、古环境恢复和古迹保护等考古工作均具有重要的意义。传统考古发掘过程中普遍采用的手绘图件难以实现考古现场环境的模拟与再现,也不能准确地反映出遗址中文化层与其所包含地物的空间关系。近年来,考古学家引入各类勘察新技术用于考古文化层与遗迹的三维建模,但这些方法无法应用于已完成发掘工作的遗址三维重建。针对这一问题,本文提出一种以考古发掘过程中普遍采用的手绘图件为数据源的考古遗址三维建模方法。该方法以探方为基本建模单元,将考古文化层与遗迹分开建模,利用探方分布图及探方图建立考古文化层三维模型,利用遗迹图建立考古遗迹三维模型,并以三维实体布尔运算方法,将两者无缝整合,构建完整的田野考古遗址三维模型。最后,以湖南澧县八十垱东区为研究区,验证了本文相关研究成果的有效性与实用性。实践证明,该方法能够充分利用传统考古过程中积累的大量资料,有助于将传统考古学在宏观尺度下的定性描述转化为现代"数字考古"中微观尺度的定量描述。     

3维地籍实体数据模型设计的新方法

3维地籍管理模式是现代地籍管理的必然趋势,能够适应新形势下城市空间立体开发的需要.本文回顾了地籍管理发展的历程,探讨了3维地籍管理的必要性,总结了3维空间数据模型的研究成果,对OO3D模型进行扩展,提出了一种面向地籍对象的3维数据模型CO3D,最后给出了CO3D模型结构与数据组织方式.     

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.     

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.     

3维模型及其在城市道路横断面设计中的应用

作为GIS重要发展特征之一的3维模型，已成为地学研究的重要工具和手段。本文从空间信息表达与传输的角度，阐述了3DGIS中3维模型的可视化机理，包括3维空间数据模型、视觉变量和动态变量等内容；并借助图形实现语言Java 3D，实现了3维模型在城市道路横断面设计中的具体应用。此研究对于利用3维模型进行工程实践应用具有一定的借鉴意义。     

矿产资源储量计算软件KANTAN 3D应用方法的探讨

KANTAN 3D是澳大利亚Micromine有限责任公司生产的三维矿产资源储量计算软件,该软件设计有封闭多面体法、距离幂次反比法、普通,泛克里格金、多重指示克里格法等四种资源／储量估算的方法。通过应用KANTAN 3D软件系统的距离幂次反比法计算储量的方法进行探讨,总结矿产储量计算的具体方法流程及注意事项、软件的主要参数的设置。对推广使用该系统软件进行矿产资源储量计算具有比较好的作用。     

预应力锚索框架梁边坡支护数值模拟

基于贵阳市小河区某公路滑坡,拟采用预应力锚索框架梁进行治理.通过FLAC-3D软件对这一支护体系进行效果评价,得出位于支挡面上部的结构体系受力较大,其中竖梁所受弯矩要大于横梁,运用时宜加强竖梁的设计.支挡面顶部的滑体位移要大于底部,由于锚索不能承受压力,致使框架梁发生转动,因此设计时宜把底部一排的锚索换成全黏结锚杆.锚固长度为6 m时支护效果最佳,增大锚固长度对支护效果没有实质性的提高.     

闭合型地下连续墙基础竖向承载性能数值模拟

基于室内模型试验,就闭合型与单片地下连续墙基础在竖向承载性能上的差异进行了对比分析,并采用FLAC-3D软件进行数值分析来丰富室内模型试验,探讨了土体变形模量、密度、内聚力以及内摩擦角对闭合型地下连续墙竖向承载力的影响.结果表明:闭合型地下连续墙基础外侧摩阻力的发挥过程与单片地下连续墙基础大致相同,但由于土芯的存在,其内侧摩擦阻力发挥机理更复杂;闭合型与单片地下连续墙基础均可视为端承摩擦型基础;随着墙周土变形模量的增加,闭合型地下连续墙基础竖向位移显著减少,墙体轴力也减少;密度对闭合型地下连续墙基础沉降的影响不显著;内聚力对侧摩擦阻力的影响程度受地下连续墙和土体之间相对位移量的控制;只有闭合型地下连续墙基础的沉降量超过20 mm时,土体内摩擦角才对基础的竖向承载力有较大影响.     

电脑可视化与三维显示

本文简要讨论了电脑三维可视化的基本概念,相对于传统图解的进步、发展现状研究难点与热点,软件系统的功能、发展趋势与应用前景.     

GeoSOT-3D椭球体剖分真三维数据表达

随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。     

面向3维对象的场景生成与GIS数据管理

介绍了3维可视化地理信息系统的技术特点、基于多源数据(特别是4D产品)的3维场景生成、海量数据管理和基于Internet的网络数据发布技术与应用案例等。