基于GIS-GOCAD耦合技术的三维地质建模

常规GIS技术建立的伪三维模型不能满足复杂地质体三维建模的需要,也不能用于三维数值模拟计算.GOCAD采用离散平滑内插方法(DSI)计算三维图形中线段或三角形的节点位置,降低了线或面的粗糙程度,实现了真三维模型的构建.为了充分发挥GIS空间数据处理能力和GOCAD真三维建模能力,研究基于GIS-GOCAD耦合技术的三维地质建模,实现了从GIS的2D数据结构到GOCAD的3D数据结构的自由转换,提升了GOCAD的三维地质建模能力.选取成兰铁路(成都—兰州)龙门山段作为示范研究区,建立其三维地质模型,直观、立体地展示了研究区地质体结构的宏观基本形态,并为进一步的三维数值模拟奠定了几何模型基础.     

三维景观GIS几何建模方法——以无锡唐城为例

本文实现了以 4D测绘数据 (DEM、DOM、DLG、DRG)为基本数据源的无锡唐城古建筑三维数字景观GIS。同时 ,在三维GIS传统三维空间数据模型的基础上 ,提出面向对象的三维建模点对象的划分不同与二维GIS中的点对象 ;针对基于面状的三维GIS,提出有向曲线构建面状复杂单体的几何建模方法是较为简捷的途径。     

面向建设工程全生命周期应用的CAD/GIS/BIM在线集成框架

针对建设领域和地理信息领域多源异构的城市空间信息应用现状,建立基于服务架构的CAD/GIS/BIM在线集成框架,以实现跨领域的空间信息集成与应用。基于CityGML的建设工程信息模型定义建筑、管线、道路建设工程的空间及语义结构信息;通过CAD/BIM要素服务实现对建设工程信息模型的在线访问与编辑;基于自主研发的客户端实现三维GIS场景中CAD/BIM要素服务的访问集成;面向建设工程全生命周期管理开展应用实践,验证框架技术可行性。该技术框架能有效实现CAD/BIM信息在大范围三维地理场景中的集成、可视化模拟与分析,为建设工程设计、施工、运营期智慧应用提供支撑。     

基于GIS的水环境价值模糊综合评价研究

将GIS技术引入水环境价值经济评价研究中,基于环境价值理论,探讨在GIS支持下水环境价值评价的原理、方法及其实现途径,构建相应的模糊综合评价数学模型,并将该模型与GIS集成,借助GIS有效的空间管理平台,从价值观角度定量探讨水环境与社会经济系统的关系。     

城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法研究--以合肥市滨湖新区为例

城市地下空间开发地质环境质量评价可为城市地下空间规划和工程建设提供重要决策支持。该文以合肥市滨湖新区为例,构建城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法:利用三维隐式建模方法融合多源数据进行三维地质建模,从工程地质、水文地质、地质构造和不良地质体等方面构建三维评价模型,利用三维距离场分析、三维空间统计分析等方法对三维评价因子进行分析、提取,最后基于确权和综合评价方法得到地下空间开发地质环境质量三维综合评价结果。实例研究表明:该方法能够显著提高评价结果的深度方向分辨率,相关成果可为城市地下空间精细规划及可持续开发利用提供方法参考。     

基于钻孔数据的三维地层模型的构建

三维地质建模是三维GIS在地学中的一个重要应用,三维地层模型对实际的地质分析极为有用。在综合前人研究成果的基础上,提出了一种由工程钻孔数据构建三维地层模型的方法。该方法以钻孔资料作为地层建模的源数据,具有简单实用、快速稳健的特点,并且能够将用户手工编辑修改的钻孔剖面图融入实际建模流程,解决了以往单纯依靠钻孔数据进行建模而导致的建模结果不精确且难以修正的问题。该文介绍了该方法的基本思想与实现流程,探讨了断层数据的加入对模型的影响及解决方案,并通过一个建模实例展示了该方法的实际建模效果。     

田野考古地理信息系统研究与建设

基于地理信息系统(GIS)技术建立“田野考古地理信息系统”(FAGIS),为田野考古发掘、研究以及文化遗产保护提供了一种数字化的手段与方法。针对用户“个性化服务”的应用需求,进行了系统柔性平台的框架设计,并分别介绍了基于摄影测量技术的数据采集与处理、考古知识获取与管理、空间决策支持、体视化与虚拟考古环境构建四个主要功能及其研究与实现的途径。     

几何代数GIS计算引擎的设计与实现

分析型GIS的发展对GIS开发模式的统一性和算法的通用性提出了新的要求。基于几何代数(GA)的GIS多维统一计算模型(GA-MUC)为进行复杂GIS空间分析提供了解决思路。该文提出了基于GA的多维统一GIS计算引擎(GA-MUCE),探讨了基于GA的属性空间、网络空间与场空间中基本对象与算子的表达,并将其用于GIS算法的构建。该引擎具有自适应性特征,可根据具体的应用需求定义计算空间,进而设计相应的对象表达与算子、算法库,最终构建插件形式的GIS分析求解模板。该研究是对复杂GIS空间分析问题求解模式的探索,有利于促进新一代分析型GIS的发展。     

关于数字城市三维建模可视化技术分析

数字城市是让城市的信息管理实现数字化、自动化以及网络化,而要想实现数字城市三维可视化,三维建模技术就是必不可少的。城市三维建模可视化是指通过三维可视化系统将城市区域之内的空间进行三维描述以及分析,能够实现可视现实与虚拟现实相结合。而随着科技的飞速发展,三维可视化技术已得到了广泛的运用。本文从三维建模的方法出发,对三维可视化技术进行了分析,并且概述了城市三维可视化中所涉及的关键性技术。     

GIS空间动态模型组件的设计与实现

组件重用技术为GIS与空间模型的集成提供了新的解决方案。该文设计的空间动态模型的GIS组件 -Dy namicGC ,它在传统GIS数据模型的基础上 ,增加了表达空间动态系统的过程和关系 (流 )的数据模型和对象接口 ,为GIS环境下创建复杂动态过程模型提供了新的工具和解决方案。该组件基于微软组件对象模型 (COM/DCOM)实现 ,充分考虑了互操作性、模型建模语言以及模型系统的可获取性需求 ,由一系列支持动态数据计算的OLE自动化对象集组成 ,可支持VB、Dephi、VisualC 等通用开发环境 ,也支持VBA、VBSCRIPT、JAVASCRIPT等脚本语言环境。使用VBA创建了经典的“生命游戏”的元胞自动机模型的实现 ,作为该组件创建动态过程模型的应用实例。     

地理信息系统在地缘领域中的应用与展望

地理信息系统(GIS)作为一门重要的空间信息技术和基础应用平台,近年来在地缘研究领域受到较大关注并获得了初步应用。该文从地缘环境建模、地缘环境数据管理、地缘环境分析、地缘环境数据可视化的角度解析了GIS在地缘领域的应用模式,构建了地缘领域GIS应用框架,分析了地缘领域GIS应用现状,剖析了存在的问题,并对GIS在地缘领域的进一步应用进行展望,以期GIS这门学科能够在地缘研究领域获得充分重视及广泛深入应用,不断提高地缘研究的科学性、准确性和可靠性。今后需要从以下方面加强地缘领域GIS应用研究:1)加强地缘环境数据管理平台与机制建设;2)加强模糊定性因素量化研究;3)加强学科交叉融合研究;4)加强大数据分析、机器学习、可视化等方法引入。     

基于WebGIS的汶川地震次生地质灾害信息管理系统

汶川地震次生地质灾害数量多、分布广且类型复杂,严重威胁灾区人民的生命财产安全。为了分析次生地质灾害发育分布规律,并用于减灾防灾,急需一种有效的方法来对现场调查获取的大量地质灾害数据进行管理。以信息建模理论为指导,运用统一建模语言UML,并结合GIS空间数据模型分析,以建立面向对象的空间数据模型,及实现海量地灾信息综合管理为目的,研发了汶川地震次生地质灾害信息综合管理系统(WIMS)。利用GIS的强大空间图形管理能力、数据库技术以及网络开发等技术,以发布图形服务与数据服务的方式实现地质灾害数据共享,解决了空间数据编辑及提升地图访问速度的关键技术问题。该系统不仅能够为灾害管理部门制定防治方案提供一定的参考依据,并且能够为广大群众提供一个认识地质灾害的公共平台,提高全民防灾意识。     

区域水系统多源信息数据库设计与实现

本文融合数据库技术、GIS技术和软件工程方法,对中国科学院知识创新工程重要方向性项目"跨流域调水对陆地水循环影响与水安全研究"的核心软件平台"中国陆地水系统综合模拟与虚拟现实平台"的数据库功能进行了设计,并利用GIS软件和商业数据库建立了"区域水系统多源信息数据库".针对平台数据资料在空间分布、时间尺度和数据形式上的多样性分布格局,采用了时空同一化的集成策略和多数据库构建模式,有效消除了信息孤岛效应,实现了对跨流域水资源优化配置相关数据、信息和知识的综合利用,为平台提供一体化数据支撑服务.     

基于CityEngine规则的三维虚拟校园构建

三维虚拟校园是校园信息化重要组成部分。目前,国、内外基于GIS的三维虚拟校园构建方法都存在周期长、成本高、不可重用等缺点,本文提出了一种基于CityEngine规则的三维虚拟校园构建方法。具体步骤包括:(1)三维虚拟校园场景构建;(2)基于CityEngine平台,利用GIS矢量数据,通过建立CGA规则构建校园建筑物、道路和其他附属设施三维模型。基于CityEngine规则的三维虚拟校园构建,能充分利用现有GIS数据,快速和批量构建三维模型,提高三维虚拟校园的效率和节约建设成本。     

基于紧密型二三维结合的GIS构架与系统实现

在三维系统中实时渲染二维图层是实现紧密型二三维结合GIS的关键.该文在二三维结合实现三维GIS的基础上,提出了基于LOD(Level of Detail)的二维图层与三维地形叠加的渲染构架和紧密型二三维结合GIS的初步系统构架,并利用ArcGIS Engine 开发包与World Wind开源软件实现了该原型系统.系统运行结果表明,该构架完全能够满足紧密型二三维结合GIS对渲染效果和效率的要求,成功解决了紧密型二三维结合系统的关键问题.     

基于GIS的区域经济统计分析模型研究及应用——以江西省为例

针对当前GIS软件不能有效满足区域经济统计分析的问题,提出了利用GIS技术重新构建区域经济统计分析模型的新思路。对该模型进行了具体建模和编程实现,并将该模型集成到区域经济统计分析系统中,最后利用该系统对江西省各地区经济进行了统计分析的应用实践。研究表明,该区域经济统计分析模型能够有效地应用于区域的经济统计分析,方便政府部门制定与经济相关的各种决策,具有广泛的应用推广价值。     

适应性球体退化八叉树格网及其编码方法

球体退化八叉树格网(SDOG)为具有经纬一致性、正交、粒度近似、非重叠、多层次性及多分辨率的三维全球空间格网(GSG),有望成为地球系统科学、全球GIS乃至数字地球的空间基础框架,但不便处理半径及球面维度上的分辨率非同步变化问题。该文在SDOG基础上沿某一方向进行独立递归细分,构建了一个能适应非同步变化的多分辨率的球体GSG———适应性SDOG,提出了其耦合退化Z(CDZ)曲线填充编码方法;并以NCEP提供的温度数据为实验,实现了基于适应性SDOG的全球大气温度场三维建模与可视化。结果表明:适应性SDOG具有更好的适应能力,能有效处理分辨率非同步变化问题,提高了SDOG作为全球空间基础框架的应用性能。     

三维地质建模若干基本问题探讨

由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性、不确定性、信息不完备等特点,使得三维地质建模成为制约三维GIS研究及其应用的主要瓶颈之一。讨论三维空间数据模型的设计,提出“多元数据—多方法集成—多层次干预”的“三多”建模思路;从建模尺度、数据源、建模工具等方面对建模方法进行分类;分析三维地质建模的关键技术,包括三维地质模型构建、海量模型数据操作和多元数据一体化耦合显示;针对三维地质建模系统的开发提出6项建议,分析近期三维地质建模的研究热点。     

基于浏览器/服务器模式的赣东北网络旅游信息系统研究

系统以ArcGIS9.0、ArcIMS9.0为开发平台,应用WebGIS技术、数据库技术、多媒体技术和虚拟现实技术为基本的技术支撑,以及地图网络开发工具ArcIMS,设计了基于浏览器/服务器模式的赣东北网络旅游信息系统的总体结构与功能模块、数据库及建库流程、浏览器/服务器体系结构及实现技术方案,并利用JSP进行动态网页界面开发,该系统可实现信息查询、景点三维显示、空间分析与操作、旅游分析评价与辅助决策等功能,同时也阐述了该系统的构建对赣东北的旅游管理和旅游业发展的重要意义.     

基于ArcGIS Engine的钻孔三维精细地质模型自动构建方法研究

针对ArcGIS软件复杂钻孔三维精细地质模型自动构建研究存在的不足,该文在简要分析MultiPatch三维空间数据模型和深入研究复杂钻孔三维空间精确定位方法的基础上,探讨了基于ArcGIS Engine的复杂钻孔三维精细地质模型自动构建工作流程,并从空间精确定位、属性精细表达两个层面对钻孔三维精细地质模型构建算法进行了设计与实现.经软件功能研发及实际应用检验表明,该研究能够有效实现复杂钻孔精细地质属性特征的三维空间精确定位及多尺度精细表达,为应用ArcGIS Engine自动构建复杂钻孔三维精细地质模型提供了一种新的有效途径,也可为基于ArcGIS Engine的复杂地质体三维可视化建模及精细地质属性表达研究提供应用借鉴.