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.     

服务式2D、3D结合GIS的核心问题及其解决方案

3D GIS是GIS的发展方向,其研究尚处于基础理论阶段,目前,市场上还不存在成熟的真3D GIS.2D、3D结合是实现3D GIS的一条有效途径.服务式2D、3D结合GIS则是存服务式构架下实现2D GIS与三维可视化技术的无缝结合,即由GIS服务器提供传统的2D GIS服务,客户端提供用户界面及2D、3D数据融合渲...     

一种灰度体素结构分割模型下的机载LiDAR 3D滤波算法

针对现有的基于机载LiDAR数据的滤波算法未能充分利用数据提供的所有信息及其所采用的数据结构表达复杂、存在信息损失等缺陷,提出了一种灰度体素结构分割模型下的机载LiDAR 3D滤波算法。算法首先以综合利用机载LiDAR数据的高程及强度信息为目的将点云数据规则化为灰度（体素内激光点的平均强度的离散化表示）体素结构,然后基于各体素间的空间连通性和灰度相似性准则,将灰度体素结构分割并标记为若干个3D连通区域,最后依据地面与其它目标的高差特性提取与其对应的3D连通区域。算法优势在于:基于体素结构设计,为3D滤波算法;综合利用了地面目标的几何及辐射特征,对比传统滤波算法可应用于更复杂的场景;滤波结果为3D地面体素形式,可直接用于创建地面3D模型。实验采用国际摄影测量与遥感协会（International Society for Photogrammetry and Remote Sensing, ISPRS）提供的不同密度的机载LiDAR基准测试数据测试了邻域尺度参数的敏感性及提出的算法的有效性,并和其他经典滤波算法做对比。定量评价的结果表明,51邻域为最佳空间邻域尺度;点云密度为0.67点/m²的数据集1的滤波平均完整率、正确率及质量分别为0.9611、0.9248及0.8934;点云密度为4点/m²的数据集2的滤波平均完整率、正确率及质量分别为0.8490、0.8531及0.7404;对比其全经典滤波算法本文算法在高密度点云数据滤波时表现更佳。     

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。     

基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计

大型岩心钻机价格昂贵、操作工序复杂且十分危险,导致传统的培训技术难以高产出操作纯熟的技术人员,同时传统的培训技术以理论学习与直接上机相结合,如此跨越式培训增加了岩心钻机损坏与报废的风险,也提高了培训者自身门槛。基于此,提出了基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计方案,并以XY-4型岩心钻机为例,采用SolidWorks与Maya联合建模、Unity3D进行软件系统开发。Unity3D可模拟出真实工作场景,让系统使用者有身临其境的感觉。实训系统设置4个学习场景:认知视频学习、操作要领学习、单步训练以及整体训练,操作知识环环相扣,人与场景融为一体。      

基于颜色特征和空间特征的图像检索

针对已有的综合多特征进行图像检索的算法复杂度高、计算量大且准确率不够的现状,提出一种基于图像分块并综合灰度特征和空间特征的图像检索算法。首先将原图像划分为10×10的子块,再计算每个子块的平均灰度和空间位置作为检索特征,通过实验表明这种方法在检索结构相似的图像时准确率高,但对颜色不敏感。通过增加颜色特征并调整空间特征计算方式进行改进,相比改进前,算法对于公开的图像库中大多图片有更高的查准率。实验中统计了多类图片在不同情况下的查准率,表明文中算法准确高效,应用性好。     

综合多特征遥感图像智能检索方法的概念设计

遥感数据作为一种重要的时空数据源,在环境监测、资源管理、灾害预报、重大工程监理、国防安全等众多领域发挥着不可或缺的重要作用。遥感图像检索的效率和精度,直接关系到遥感影像数据应用的广泛性和实时性。本文在对国内外其他领域的图像检索技术、遥感图像检索技术的研究进展及其发展趋势进行综合分析的基础上,针对目前遥感图像检索所存在的...     

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Unity3D开发数字站区管理应用的系统集成技术研究

利用三维虚拟现实手段结合传统GIS技术开发三维管理系统对提高管理效率具有重要作用。以我国长城和中山南极科考站站区为研究区,以Unity3D为系统开发平台,重点探讨了开发数字站区管理应用系统必须具备的系统集成的关键技术,研究了系统集成的一般流程。研究成果表明:系统集成是该种应用系统开发环节中极其重要的部分之一,对优选和整合各技术和功能模块,形成一个稳定的、有效的、实用的整体系统具有重要作用。     

基于Unity3D的数字站区管理应用系统优化研究

文章在基于Unity3D对数字站区管理应用系统进行开发的基础上,结合数字站区管理应用系统的特点,重点研究系统中的模型、场景、灯光、阴影,以及脚本等部分的优化,并对优化前后的系统性能进行对比。研究结果表明了本文的优化方法对基于Unity3D系统的性能、运行速度的提高具有显著效果。     

三维地质建模技术在油田基础地质研究中的应用

基于钻井资料的三维地质建模技术，通过在留楚油田建立精细的三维地质模型，使油藏研究达到较高的精确性。在建模过程中，将三维建模软件特有的技术手段与基础地质研究相结合，在构造精细落实、地层精细对比等基础地质研究方面发挥重要作用，解决了许多通过常规方法难以解决的问题。精细地质模型在C20—20井开发措施调整及C29—45井注采关系分析等方面取得了良好的效果。由于三维地质模型是地质体的一种数字化表述，因此，它还在数字化油藏方面起到了重要作用。     

Spatial structure characteristics detecting of landform based on improved 3D Lacunarity model

The spatial structure characteristics of landform are the foundation of geomorphologic classification and recognition.This paper proposed a new method on quantifying spatial structure characteristics of terrain surface based on improved 3D Lacunarity model.Lacunarity curve and its numerical integration are used in this model to improve traditional classification result that different morphological types may share the close value of indexes based on global statistical analysis.Experiments at four test areas with different landform types show that improved 3D Lacunarity model can effectively distinguish different morphological types per texture analysis.Higher sensitivity in distinguishing the tiny differences of texture characteristics of terrain surface shows that the quantification method by 3D Lacu-narity model and its numerical integration presented in this paper could contribute to improving the accuracy of land-form classifications and relative studies.     

3 D inversion of borehole gravity data using cokriging

Borehole gravity has been used in mineral exPloration recently with the advent of slim-hole gravime-ters. It is logical to Perform inversion to utilize the information in the newly acquired data. The i...     

面向城市地质信息平台的3维技术研究

利用现代信息技术构建一个集城市地表、地上、地下多维、动态空间信息于一体的大型综合性空间信息平台是解决当前我国城市发展所面临的一系列地质问题的关键,3维地质建模及其前后处理问题是平台建设面临的主要技术瓶颈。本文简述了城市地质信息平台的建设目标与功能特征,探讨了平台建设中的3维技术瓶颈,如3维空间数据模型、3维地质建模和3维地质数据的可视化表达与分析,同时介绍了作者在相关领域的研究进展与最新成果,指出了下一步需要重点研究和解决的技术难题。     

A voxel-based fine-scale 3D landscape pattern analysis using laser scanner point clouds

The landscape pattern metrics can quantitatively describe the characteristics of landscape pattern and are widely used in various fields of landscape ecology. Due to the lack of vertical information, 2D landscape metrics cannot delineate the vertical characteristics of landscape pattern. Based on the point clouds, a high-resolution voxel model and several voxel-based 3D landscape metrics were constructed in this study and 3D metrics calculation results were compared with that of 2D metrics. The results showed that certain quantifying difference exists between 2D and 3D landscape metrics. For landscapes with different components and spatial configurations, significant difference was disclosed between 2D and 3D landscape metrics. 3D metrics can better reflect the real spatial structure characteristics of the landscape than 2D metrics.     

基于内存数据库的三维模型管理方法

现有的三维模型大多利用关系数据库和文件系统进行管理,在对其可视化的过程中,存在调用模型速度慢、前端绘制不流畅等问题。为解决上述问题,提出了一种基于redis内存数据库的三维模型管理方法。首先,将不同格式的三维数据批量转换成glTF格式或Binary glTF格式,继而分析redis的存储机制并设计分层结构管理三维数据,然后搭建Web服务程序发布数据,最后利用Cesium引擎实现三维模型可视化。通过实验验证,结果表明:采用本文提出的方法管理三维模型,模型调用速度显著提高,可视化效果更加流畅。     

数字城市中三维模型的质量控制

主要论述了在数字城市建设中三维模型数据的生产流程,质量元素,质量控制的内容、方法及评价体系.在三维建模质量控制方面制定了一套行之有效的质量控制体系,为数字城市建设中大规模三维建模工作的开展提供了一个参考.     

基于增强现实的三维建筑物模型移动可视化系统

针对传统虚拟现实的三维数据可视化存在专业性强、交互复杂、不够直观等局限问题,以户外三维建筑物为研究对象,构建了测绘的定位定姿技术与计算机视觉的边缘跟踪技术相结合的增强现实混合跟踪技术,建立了基于增强现实的三维建筑物模型移动可视化系统。在大范围数据采集基础上的三维模型数据增量更新模式中,应用本系统开展外业核查,验证了技术的可行性。