三维实景地图生产与应用

实景地图近年来发展迅速,在日常生活中应用广泛,如旅游景点、宾馆、银行、政府服务中心等的空间位置查询、服务内容介绍等。实景地图的生产方法、生产流程有多种多样,产品质量参差不齐。目前,利用轻型无人机航空摄影系统实现三维全景地图生产,生产方式方便、高效且质量较好。该文介绍了生产三维实景地图的无人机系统及三维实景地图生产方法与过程,通过采用无人机系统实景地图的生产实例,讲述了实景地图应用现状、发展前景及存在的问题。     

明、清、民国时期地图要素视觉表达方法分析

自明代杰出的地图学家罗洪先（1504-1564年）所编制的《广舆图》（1541年）和利玛窦带来西方精确地图测绘技术开始,中国的地图制图技术已经迈入了近代地图学的门槛,因此,明-清-民国是中国近代地图学从雏形走向成熟的完整阶段^[1]。随着现代地图的应用与发展广泛、深入,抽象的概括型地图符号及普通的二维平面地图已不能满足读图者的需求,制图者开始探索虚拟现实、三维地图等表达方法,这与中国近代传统制图的写景法有异曲同工之处。所以,对中国近代地图制图技术及表现方法的研究,对于现代地图学的发展具有重要作用。本文通过阅读大量的中国近代（即明、清、民国时期）的地图资料,查阅前人的研究资料,总结和提炼了中国明、清、民国3个不同时期地图制图的技术,分别阐述了3个时期地图要素、表示方法及其制图技术的发展。     

基于兴趣场模型的符号化三维地图表达方法

针对目前三维地图的重要目标选取与突出表达效果不佳以及若采用符号化实景三维模型表达存在的建模成本高、数据量大等问题,提出符号化三维地图表达的技术方法。该方法利用自发地理信息数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息兴趣程度的空间分布,进而对三维地图符号进行分类。以三维地图场景构建为基础,通过视点控制对三维地图进行符号化表达,实现符号化三维地图的细节层次表达。本文结合实例对比分析了符号化三维地图,结果表明该方法提高了三维地理空间模型的认知效果和应用效果。     

高精度室内地图辅助VLC与PDR融合定位

针对传统室内定位方式存在的忽略地图精度对于整体定位精度的支撑性作用、需要额外的辅助设施和附加模块以协助定位系统实现目标点定位、定位信标的保密性差、定位信号源与辅助基站等具有较强的信号辐射等问题,本研究引入高精度室内地图辅助,提出了一种VLC与PDR融合的室内定位算法。首先,本研究摒弃了传统人工勾绘方式,在室内扫描机器人turtlrbot平台上（装载有二维激光扫描雷达）,利用Gmapping二维栅格地图构建算法,生成高精度室内地图。在此基础上,采用扩展卡尔曼滤波算法结合高精度地图信息实现VLC与PDR融合定位。该融合定位算法较好地结合了VLC定位与PDR定位各自的技术优势,实现了VLC定位结合高精度地图信息对PDR定位自适应动态纠偏,对于进一步实现新型低成本、无信号辐射、保密性强、附加模块少的高精度室内定位提供了较好的理论与技术支撑。实验结果表明：在高精度室内扫描地图构建过程中,其测距分辨率<0.5 mm,VLC与PDR融合定位算法的整体定位精度为1.33 m,平均定位响应时间为0.58 s。     

视场角与观察角度对三维地图视觉信息加工的影响研究

传统地图符号视觉参量研究,主要是对地图颜色、形状、尺寸、方向等进行分析。本文通过眼动跟踪三维地图认知实验与眼动参数解析,建构了视场角和观察角度对于三维地图有效性和效率影响的评价指标体系,定量分析了2个参量对三维地图视觉信息加工的影响。实验结果表明：视场角对三维地图中垂直方向信息提取的有效性和实体形状信息提取的有效性影响显著;对实体间角度信息提取的效率影响边缘显著,而对垂直方向信息提取的效率、水平方向信息提取的有效性和效率、实体间角度信息提取的有效性、形状信息提取的效率影响不显著;观察角度对垂直方向信息、水平方向信息,以及实体间角度信息感知的效率和有效性的影响都不显著,但对实体形状信息感知的效率和有效性均有显著影响。该研究适用于三维地图适人化设计、表达与自动理解。     

基于地图API的Web地图服务及应用研究

为解决企业和个人开展基于在线空间信息服务数据源以及技术问题,对基于地图API的Web地图服务及应用模式进行了研究.首先对企业和个人Web地图服务的需求和特点进行了分析,提出当前Web地图应用开发存在的问题及解决途径;其次,对开放式地图APi的特点、功能和工作原理进行了总结,提出了基于地图API的Web地图服务技术框架;最后,以一个校园地图服务应用系统为例开展了基于开放式API的Web地图服务应用实践.结果表明,地图API可解决网络地图服务数据源问题,节省开发成本,具有较好的应用前景.     

基于多尺度空间地图数据库实现区间无级比例尺地图制图的研究

结合实际应用,以实现某区间无级比例尺地图制图为出发点,研究了多尺度空间地图数据库的建立和维护更新方法,开发了基于多尺度空间地图数据库制作区间无级比例尺地图的地图制图系统。     

一种基于地理格网的三维模型数据统一表达方法

针对三维地理场景中异构三维模型数据统一表达问题,提出了一种基于地理格网的三维模型数据统一表达方法。该方法首先构建覆盖测区的地理格网模型,以此作为异构三维模型数据统一组织的空间基准。其次,建立三维模型数据与地理格网单元的映射关系。在此基础上,设计了一种基于XML的三维模型数据统一描述规则,从数据属性、空间范围、空间关系等方面对异构三维模型数据进行统一描述,将异构三维模型数据规划在地理格网的统一管理中。最后,采用山西省某体育馆数据进行试验分析,验证了本文方法的有效性。     

秦汉地图的应用与传承

秦始皇统一中国后,采取统一度量衡等措施来巩固政权的统一。这些措施客观上对社会生产力和科学技术的发展起了促进作用。秦王朝灭亡后,继之是汉王朝的统治,汉武帝刘彻和光武帝刘秀统治时期是东西两汉发展的鼎盛时期,社会经济、科学文化得到了较快发展。秦汉时期的发明和创造对地图制作技术的发展有着直接的影响和促进,使地图脱离了迷信色彩,跨入了有科学理论指导的新阶段。     

新闻地图编制研究与应用

新闻地图融合了"新闻"和"地图"的双重特点,成为新媒体时代测绘地理信息公共服务的重要产品.通过分析总结新闻地图的基本特性,从需求分析、新闻选题、资料收集、版式设计、底图设计、表现形式设计和地图整饰等7个方面研究了新闻地图的设计方法.围绕新闻底图素材库建设和热点新闻地图表达研究了新闻地图的高效制作方法.最后结合新闻地图编...     

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。     

矢量地图与3维地形环境融合方法研究

通过对现有3维地形环境的LOD分块方法和矢量地图的多比例尺结构的比较分析,提出了一种按照地形数据的经纬度差异与矢量地图各比例尺的经纬度差异进行比较结合的方法。该方法不仅有利于对影像栅格数据和矢量数据的调度,而且还为两种数据同时叠加在地形上打下了基础。最后通过实验,验证了这种方式的可行性。     

室内地磁基准图构建的优化算法研究

对比分析4种室内地磁基准图的构建算法,选取两种场景进行实验,并采用均方差、交叉验证法、积分均方误差等评价指标进行分析。结果表明,协同克里金插值算法有更高的精度,但构建速度较慢;标准高斯过程回归有更快的构建速度,但精度略低。因此,对于有高精度需求的场合可采用协同克里金算法;对于实时性要求高的情况,标准高斯过程回归更能满足需求。     

基于LiDAR点云法向量稳健估计的室内平面图自动生成方法

提出一种基于Li DAR点云的室内平面图自动生成方法,旨在快速地以室内Li DAR点云数据为基础,实现点云法向量的稳估计,从而自动化提取墙面面片,进而完成室内平面图的构建。实验结果表明:该方法有效抑制室内Li DAR点云数据的噪声(如墙面重影),并能较好地生成室内的平面结构图。     

3维地理信息Web服务集成研究

随着空间信息技术和网络技术的发展,地理信息系统(GIS)也在不断地从2维世界走向3维世界,从GIS应用走向GIS服务。在此基础上,本文提出了3DGIS Web服务,并设计了基于SOA的3DGIS Web服务多层体系结构、3DGIS Web服务的数据源和API框架,论述了3DGIS Web服务和现有的2维GIS Web服务集成需要解决的关键技术问题。     

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。     

基于OpenGL技术的多幅电子地图数据快速组织与表达

电子地图符号化的质量和绘制速度一直是地图工作者关注的重点。目前,地图符号化的质量基本能满足各类用户的需求,但是,电子地图绘制速度较慢的问题,特别是在涉及较大数据量的多幅电子地图显示时,系统响应用户操作时间比较长,影响用户操作体验。本研究分析比较了GDI与OpenGL的特点,提出使用OpenGL相关技术实现地图要素的符号化方法,并用内存池技术和共享显示列表的多线程调度技术实现多幅电子地图数据的快速组织与表达。实验表明,利用文中的方法能够实现地图点、线、面要素的符号化,并在地图数据的漫游、缩放操作的屏幕绘制速度基本保持在17帧/s以上,表明利用本文的方法和技术提高了系统的显示速度,保证了用户与电子地图良好的交互效果。     

城市街道三维导航地图数据制作方法的研究

主要是以1:2.50 000比例尺的导航数据为基础,结合卫星影像和国家基础地形图数据,通过对市场需求和导航仪具体功能的分析和研究,定义出市街图包含的要素:街区面、道路面、道路边线、建筑物面、铁路面、水系面、绿地面、显示文字,以及对具体各要素的实施方法的制定。并且通过实验证,已获得市场认可。未来还将逐步改进,得到更加成熟的市街图方法,以满足更广泛的市场需求。     

浅论网络地图服务技术应用框架与市场策略

网络地图服务是近年来通过国际互联网提供的一种主流地理信息服务模式。在本文中,作者主要讨论了网络地图服务的发展、特征和技术应用框架,分析了实现网络地图服务的关键技术,最后就其市场策略和商业模式提出了作者的观点。     

基于结构化场景的单幅图像建筑物三维重建

针对无法利用激光扫描或多张图像实现三维重建的已损或不复存在的建筑,本文提出了一种基于结构化场景的单张图像建筑物三维重建方法。该方法先基于RANSAC算法及最小距离法分别解算灭点直线和灭点;然后基于平行平面、包含平行信息的任意平面和包含垂直信息的任意平面的平面模型解算三维坐标。本文以现存某高校图书馆为例,重建了三维模型,并分析了模型精度。结果表明,重建误差最小为0,最大为5.8%,模型整体精度在1.9%左右,符合三维重建精度要求。在四川省白鹿领报修院教堂的三维重建应用中,建立了已损建筑物的三维模型,获得了较好的重建效果。该方法适用于包含平行、垂直、灭点和平面结构的建筑物场景,可得到建筑物三维几何线框模型,几何细节采用纹理映射替代,可应用于现存建筑和文化遗存遗址的三维重建。