城市三维数据获取与地物建模方法

城市三维数据获取与地物建模技术在虚拟现实等众多领域有着广泛的运用,是空间信息学与计算机视觉领域研究的重点与热点。根据模型绘制原理可将城市三维建模方法大致分为基于几何的建模和基于图像的绘制两大类。几何建模依图而建,操作灵活简单,但工作量大,效率低且逼真程度差;基于图像的建模效率高、较逼真,但容易造成数据冗余,从而影响模型调度与展示。针对上述问题,未来的城市三维建模技术将会向高精度、高效率、高逼真度、集成化以及自动化等方向发展。本文从三维数据获取和三维模型绘制两个方面出发,具体阐述城市三维建模原理、方法与技术,对比分析不同建模方法的特点。     

城市三维快速建模方法探讨

针对当前两种主要城市三维模型建设方法的特点和不足,该文提出一种城市三维快速建模方法,以3D GIS技术所追求的精确数据为出发点,向虚拟现实所追求的逼真效果靠拢。该方法的主要思路和技术特点是充分利用现有城市测绘信息资源,通过研究各种模型要素的特点、开发各种人机交互辅助工具和制定相应的技术流程来实现即精确又逼真的城市三维快速建模技术方法。该方法能够提高城市三维人工建模的效率,保证城市三维模型的逼真效果,并在武汉市城市三维建模工作中得到有效应用,在城市三维建模行业中具有推广价值。     

基于AnGeo的城市三维建模

三维建模技术不仅是数字城市建设的重要技术手段,也是三维城市GIS的核心。本文详细阐述了AnGeo软件中的三维建模及可视化技术,通过对获取的地图数据的预处理、地物建模和纹理处理、三维地形产生等操作实现了城市三维可视化,为城市的数字化建设提供了有效的参考。     

基于OpenGL城市大规模管网三维建模

城市管网是城市建设的重要组成部分。本文讨论了基于OpenGL的大规模城市管网三维建模技术,从介绍世界坐标系和局部坐标系的转换关系出发,重点介绍了管网的直线部分建模和管网衔接处的建模,提出了一种基于顶点混合技术来绘制管网衔接处的新算法,该算法方便高效,能产生逼真的效果,并给出了加快三维显示速度的方法,实现了城市管网的大规模实时建模。     

三维真实感地形建模与可视化

研究了三维真实地形建模与可视化的整个流程,利用OpenGL通用图形程序接口实现了基于DEM数据与遥感影像的三维地形的快速生成与仿真;并将三维地形生成技术应用到了天山公路三维地质灾害场景可视化中。详细阐述了以遥感影像作为地形纹理的处理方式与流程以及构建真实地形场景技术的方法和优化方案,提出了在实际应用中建立个性化三维地形系统的重要性。     

形态参数下地表采动裂缝三维建模及可视化方法

实现对地表采动裂缝的三维建模及可视化能促进裂缝的形状、成因研究,并为开采沉陷监测和生态环境恢复提供科学支持。目前三维建模方法和软件主要面向建筑物、管道、地质体等地物地貌,若直接应用于地表裂缝的建模与表达会存在野外测绘工作量大、形态规律表达不准确、呈现不逼真等问题。本文结合三维地形建模、分形、空间插值等理论,提出了基于几何形态参数的地表裂缝三维建模方法,并利用ArcEngine平台实现了对裂缝的三维可视化;选取甘肃省东峡矿区为试验区,根据裂缝分布与形态预计参数,实现了对区域内裂缝的模拟,并通过与实测数据和高分辨率影像进行对比,验证了该方法能真实逼真呈现裂缝的形态、延伸与细节信息。     

无人机倾斜影像三维建模中的模型精细化

无人机倾斜影像制作三维模型,速度快、成本低,成为城市三维建模的首选。而无人机倾斜影像三维建模中,数据冗余、模型变形、影像缺失等多种问题常常会影响建模效果。本文针对无人机倾斜影像三维建模中的问题,提出了一系列相应的模型精细化处理技术,使三维模型更加形象、逼真。     

三维地籍建模关键技术研究

本文基于CityEngine技术,采用规则建模的方法实现了江苏师范大学三维地形的建模,主要包括房屋建筑、道路与绿化等要素的地物建模,以及纹理处理,并完成了江苏师范大学的三维地籍建模与场景展示.     

基于点云数据的建筑物建模方法

建筑物三维模型重在数字城市、场景重现、虚拟现实中应用广泛,三维激光扫描技术作为一种新的技术方法,在建筑物三维建模中应用越来越多。本文以三维激光扫描技术获取的点云数据为数据源,以一仿古建筑为研究对象,对点云数据进行优化处理,并用不同的建模方法进行三维建模,对比分析了每种方法的优缺点和适用范围,最后采用几何建模方法进行纹理贴图,得到真实的三维模型。     

海底三维建模关键技术

分析了当前海底三维建模流程中的关键技术,为建模人员提供指导。海底三维建模方法分为基于图像内容建模和基于点状地形数据建模。前者模型精确,视觉效果较好,但建模速度较慢,适合于小范围建模;后者建模速度较快,且满足海底大范围三维建模的精度要求。在海底三维建模中,对于小物件,采用基于图像的建模方法,而大范围的海底地形,采用基于点状数据的建模方法。     

一种农田灌溉渠系三维参数化建模方法

针对当前大多数灌溉渠道工程三维建模过程效率低、模型难以复用的问题,该文提出一种基于参数化的渠系三维建模方法。利用三维GIS技术,以渠道三维中心线和横断面参数为基础,辅以周边地形,采用横断面放样法生成单体模型、中心线平移法生成渠道交叉口,基于模型运算将上下级渠道组合在一起,基于地形编辑将渠道模型与周围地形进行无缝集成。实现了复杂断面类型的渠道三维信息模型在真实坐标下的设计与展示,解决了渠道交叉、分支以及与地形分离的问题,取得了较高的土方量计算精度。实例分析表明,应用参数化建模方法能够基于真实的地理数据建立三维场景,提高了建模效率和模型精度。     

城市建筑三维快速建模方法的研究与实现

针对当前数字城市三维精细模型建设方法的特点和成本,本文提出一种城市三维快速建模方法,作为对精细三维模型建模的补充。该方法的主要思路和技术特点是在充分利用现有城市测绘信息资源的前提下,通过研究各种模型要素的特点,设计出一种自动化程度非常高的技术来实现城市建筑的三维快速建模。该方法保证城市三维模型的逼真效果和浏览速度,极大地提高了三维城市建模的效率,在城市三维建模中具有很好的推广和应用价值。     

利用SketchUp制作三维地形景观的探讨

在对高分辨率影像进行几何纠正、影像拼接以及制作正射影像图的基础上,制作了某实验区的三维地形景观,并利用SketchUp进行地物的精细建模同时通过ArcGIS 9.3进行三维显示和三维系统的二次开发。实验结果表明：利用高分辨率影像制作的三维地形具有地形逼真、清晰度高、信息量丰富等特点;完成了ArcGIS与三维建模软件的数据交换以及所建立模型的查询功能。     

数字校园应用中CityEngine快速参数化三维建模研究

传统三维建模通过手工建立精细模型,效果好,但建设周期长、成本高。本文首先介绍了在CityEngine平台下,基于GIS数据进行快速参数化三维建模的方法,并研究了从基础地理信息数据到逼真三维模型的技术流程,初步实现了校园地理信息资源的一体化集成。     

Smart3D在三维实景建模中的应用研究

近年来三维实景建模技术广泛应用于各个领域,推动了三维建模的发展,实现了对三维场景快速、高效、低成本的真实还原,具有人工干预少、自动化程度高、模型逼真等优势。基于实景三维模型进行虚拟规划,弥补了平面规划工作烦琐、空间效果差等不足,能够直观可视地展示规划效果,为城市规划提供辅助决策服务,具有重要的现实意义。本文以辽宁省盘锦市大洼区为研究区域,通过哈瓦四轴八旋翼无人机进行倾斜摄影获取研究区影像数据,布设6个像控点;结合Smart3D建模软件,进行三维实景建模;通过DP-Modeler软件对模型进行精细化处理;通过Loca Space Viewer软件对研究区域东部进行虚拟规划建设,最终得到研究区的三维实景精修模型虚拟规划成果。本文研究的技术方法对于构建三维实景精修模型进行城市虚拟规划具有一定的应用价值。     

海岛礁及周边区域海陆一体化三维建模研究

对海岛礁及周边的复杂地形环境及特点进行了分析,针对岛礁区域复杂地形要素的特点,提出了适用于海岛礁及周边复杂地形海陆一体化三维建模的方法,能够有效地对海岛礁及周边复杂地形进行建模。以舟山群岛附近海域海岛及周边地形作为实验数据,对海岛礁及周边复杂地形进行了海陆一体化三维建模,并在GeoGlobe等平台上进行了验证。实验表明,该方法对海岛礁及周边区域海陆一体化三维建模有较好的实用性。     

多平台摄影结合在同项目多区域多精度快速实景三维建模中的应用

随着现代科技的不断发展,城市的信息化程度越来越高,数字三维城市已成为城市管理中重要的手段。在国内外测绘领域,无人机摄影技术作为一项最新的测绘技术,已经在实际生产中得到越来越广泛的应用。本文通过重庆市荣昌区黄金坡片区实景三维建模项目,研究了多平台摄影数据处理流程、像控点布设等关键问题,提出了一种大面积同项目多区域多精度要求的快速实景三维建模方案,实例证明,结合多旋翼倾斜摄影与固定翼摄影生成实景三维模型可以满足多区域多精度快速建模的要求。     

三维地形实体模型自动建模技术研究

针对三维地形实体模型手工建模效率低的情形,对已有的1∶2 000地形图Shape格式系统数据进行处理,在OSG三维平台中由几何建模算法和纹理映射方案自动生成与地形图几何精度一致且拓扑关系正确的道路、水系、绿化、街区、建筑底座等多个图层的三维实体模型。利用GDAL访问DEM数据,结合建模引擎为三维地形实体模型添加高程信息,生成能反映实际高程起伏的三维模型。程序自动生成的模型与手工制作的模型效果接近,能满足大部分三维应用。由已有的二维GIS数据自动生成三维实体模型,充分利用了已有基础数据,且比手工建模节约了大量时间,为三维地形数据制作及更新提供了强有力的支持,同时降低了三维建模的难度,为不会使用3D建模软件的工作人员提供了三维建模的可能。     

三维场景建模中地物与地形匹配方法研究

针对三维场景建模中地物与地形匹配的处理方法问题,分析三维场景建模中地物与地形不匹配产生原因,提出一种改进的解决地物与地形匹配的方法。通过在Delaunay三角网中嵌入地物特征约束条件,实现了地物与地形无缝匹配;通过局部地形修正,对地形影响点的高程添加改正值,减弱了匹配后地形的突变现象,使地形过渡自然。研究与实验结果表明：本文提出的方法较好地适用于精密三维场景建模中面状地物与地形的匹配。     

浅淡三维数据的生产实践

三维数据通过立体建模,能逼真再现三维地形效果。根据生产实践的经验和学习体会,介绍了在具体项目生产过程中对三维数据编辑的基本要求和作业中出现的问题及其解决方法。