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.     

一种建筑信息模型与三维数字城市集成方法

BIM的发展为数字城市三维模型提供了更加精确的数据来源,现有研究主要关注BIM空间实体模型向三维表面模型转换,缺少建筑语义信息映射及整体集成方案研究。本文以构成建筑骨架的主要空间构件为研究对象,在参考IFC标准基础上,结合数字城市应用特点设计了具有空间语义一致性的建筑构件信息模型BCM,在此基础上提出建筑信息模型和三维数字城市集成方案。首先,基于CAD图纸开展BIM模型交互式构建,然后,通过空间和语义信息映射将其转换为BCM,并基于ArcGIS Geodatabase建立建筑构件信息库,在三维数字城市场景开展建筑构件信息的集成应用。该方案可实现建筑构件信息与三维数字城市的大规模集成,对推动数字城市向智慧城市发展,进一步开展建筑内外模型集成展示、建筑节能分析、内部设施管理等具有重要价值。     

城市全空间三维模型数据一体化集成管理关键技术及应用

随着城市三维地质信息系统及其应用的快速发展,对地学数据的可视化表达精度的需求变得越来越高,但地质调查数据常具有多源、多维、海量、多专题、多尺度和多时态等特征,而三维数据存储、组织与管理己成为制约其发展的重要因素。因此如何高效管理并有效利用这些复杂且海量的地质数据去解决各种复杂的地质问题服务社会,成为了城市地质信息科学领域研究的热门方向。基于武汉市多要素城市地质调查全空间一张图的构建过程,从多源三维模型一体化融合管理与分布式存储、轻量级全空间三维模型构建、多源异构海量三维数据快速渲染和浏览器端三维模型分析及专业应用4个方面系统地探索了城市地质调查全空间一张图系统建设过程中的关键技术,并进行了应用实践。研究结果实现了城市级大规模高精度三维地质模型的高效集成,提高了多要素城市地质调查成果可视化的表达效果,为三维地质模型的应用奠定了坚实的基础。     

基于数字摄影测量的城市建筑三维快速建模方法

数字城市的基础地理数据库正在由传统的二维形式向三维形式转变,建设城市三维模型已成为数字城市工程的重要基础工作。作为城市三维模型的核心构成部分,建筑模型的数量巨大,生产成本高。数字摄影测量技术为建筑矢量数据的采集提供了有效途径,但要进一步缩减三维建模的工作量,需要对基于矢量线条的建筑结构识别、建筑体面构造以及各种复杂建筑构型等方法和算法进行研究,并开发辅助人工的建筑三维建模软件系统。该文以数字城市测量提取的建筑结构线为基础,对计算机三维建模中涉及的关键算法进行研究,提出了一种城市建筑三维快速建模的方法。     

三维城市模型数据划分及分布式存储方法

随着信息获取技术的快速发展,地理信息数据每天以TB级的数量增加。三维城市模型数据作为三维GIS的重要内容,在数字城市和智慧城市建设过程中发挥重要作用。由于三维城市模型数据结构复杂,其数据量具有海量性,因此,高效地对三维城市模型进行划分及存储,以满足数据的长效管理及三维GIS系统的快速可视化数据调度和空间辅助决策需求,成为近年的研究热点。以往的数据划分方法导致划分区域在数据调度中变化频繁,使数据更新和管理变得困难,需寻找一种更为稳定且具有普适性的数据划分方法。本文分析了现有三维城市模型数据划分方法的不足,提出了基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法,并对划分后三维模型数据进行统一命名编码;借助非关系数据库MongoDB强大的海量数据组织及高效的多并发访问功能,构建了MongoDB分片集群服务器;对三维城市模型数据进行了单元划分,并采用规则建模软件City Engine进行建模,得到三维城市模型,借助非关系数据库软件MongoDB进行数据存储实验。结果表明,基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法适用于三维城市模型数据划分,划分后数据的存储效率明显提高,MongoDB数据库的多并发访问效率具有良好的稳定性。     

数字城市的三维景观系统构建

本文探讨了数字城市中三维景观的功能特性 ,分析了数字城市中三维景观系统构建的技术思路 ,讨论了三维景观系统构建过程中的一些关键技术 ,如景观背景变换、三维对象信息查询、天气效果的实现以及地形构建等。文章最后指出今后有待进一步解决的技术问题。     

数字城市的三维图形构建技术

城市是一个复杂的人文与自然的复合系统,是人口、资源、环境和社会经济要素高度密集的地理综合体,数字城市是数字地球应用的一个重要方向,而数字城市的三维图形构建是数字城市建设的重要内容之一。本文从技术应用角度出发,综合多方的研究成果,简单阐述了数字城市的三维图形构建技术和基本思路。     

三维数字城市管理平台的系统设计与实现

随着“数字城市”建设的推进,地理信息系统建设进入全面发展阶段,加快基础空间数据更新频率的需求日趋强烈。如何有效的使用基础空间数据,为城市建设增砖加瓦成为政府部门关注的问题。该文主要阐述某个城市的系统方案设计、体系架构、网络架构与实现功能,为其他三维数字城市管理平台的建设提供一定的参考依据。     

基于三维模型的城市局地微气候模拟

随着城市化进程的不断深入,城市热岛效应及其所引发的一系列环境问题日趋严重,本文尝试性地将新兴三维建模技术与微气候模拟相结合应用于城市局地微气候研究,以期获得的模拟数据及模型能够帮助城市管理者提供改善城市微气候质量的有效途径。本文选定珠江新城西区为研究区域,以规则建模手段构建城市三维模型,总结微气候模拟的相关子模型,并利用局地微气候模拟软件对研究区进行温度、湿度、风速、风向等气候要素的模拟,最后将二者的结果整合进行可视化展示。微气候模拟结果结合目标区域三维模型,能够直观地分析出建筑高度、密度和布局对目标区域城市微气候分布状况的影响,并提出相应的改善建议与规划策略。该方法克服了以往微气候研究局限于实地测量与单纯依靠过往气象数据的不足。规则建模对城市建筑布局、结构方面的具体呈现与ENVI-met在微气候分布模拟的结合,使城市局地微气候研究可以逐渐与三维建模相结合的方向发展,为不同地区的城市规划与微气候模拟研究提供了新思路与辅助决策工具。在城市建筑结构、布局对城市微气候的影响研究上也提供了更直观的可视化效果。     

基于NewMap的三维地下管线系统的设计与实现

为实现城市地下管线的高效管理与维护,以New Map Server与New Map World为基础平台,采用三层体系架构与模块化功能设计,建设基于Web的城市三维地下管线信息管理系统。该系统具有海量数据的存储与管理、空间查询统计与量测、周边检测、爆管分析、缓冲区分析、横断面分析、覆土深度分析、连通分析、流向分析等强大功能,为地下管线信息化建设以及智慧城市建设提供参考。     

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。     

倾斜摄影三维模型数字水印算法

倾斜摄影三维模型作为一种地理数据,其数据安全问题不容忽视,数字水印技术可以为其版权保护提供有效的解决方案。本文基于倾斜摄影三维模型数据特征,根据其垂直方向上的稳定性,提出了一种基于距离映射机制的三维点云数据盲水印算法。首先,提取倾斜摄影三维模型中的点云并对其按照高度值排序;其次,将点云间相邻点的高度差作为信息载体,利用映射思想建立水印信息与水印嵌入位置的对应;最后,通过修改坐标值的奇偶性完成水印信息的嵌入。检测水印时通过顶点提取、排序、水平距离与水印位的映射和统计相邻点水印嵌入位置的奇偶性实现水印信息的提取。实验表明,该算法具有良好的不可感知性,并对平移、裁剪和旋转等常见攻击具有较强的鲁棒性。     

面向GTP的三维地质模型空间剖切方法与应用

广义三棱柱（GTP）是近年来提出并被广泛应用于三维地质建模领域的一种较为成熟的空间数据模型,可满足大多数地质钻孔数据的三维地质建模的要求。然而,现有针对GTP模型的三维空间剖切分析方法,仍无法适用于偏斜钻孔数据所建三维地质模型高效多次任意剖切、不能支持较为复杂的地质模型空间分析的问题。本文通过对GTP剖切算法改进研究,提出了采用动态四面体剖分法减小数据冗余;鉴于GTP形态较为复杂,可对剖切后保留多面体进行拓扑关系的重组,解决任意多次剖切问题;将多次“面-体”形式的单剖切运算组合为一次“体-体”形式的复合剖切运算的方法,可高效实现对三维地质模型空间分析。本文着重面向GTP体元的多重任意切剖平面的剖切问题,在分析了GTP体元特征的基础上,弥补了三维地质建模领域中对GTP体元任意、多重剖切方法研究的不足。应用实例表明,上述改进算法可以提高GTP剖切计算速度,并能够快速实现巷道掘进模拟,以及空间开挖模拟等复杂的空间分析功能。     

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。     

苏州数字城市3维基础平台系统工程

一、系统建设背景及工程概要介绍 1.系统建设背景 城市地理信息多元化应用对空间数据的需求,已从简单的电子地图生产扩展为多源数据的生产、管理、分发和服务四个方面.3S技术、海量数据交换、3维地理信息技术的快速发展为模拟城市形态提供了途径和方法,为城市规划、建设与运营管理提供了可持续发展的信息化服务,减少信息孤岛,大力提高城市空间信息共享,部门协同,提高城市整体信息化管理水平.     

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。     

关于空间信息获取技术的分析

空间3维信息获取技术与应用正在世界范围内蓬勃发展,新理论、新技术、新方法层出不穷,新思维、新方向更推动了地理信息产业不断向前发展.航空摄影技术与摄影测量技术;机载与地面激光扫描、地面移动测量与GPS定位等传感器的精度与速度都有了明显的提高.无人机、飞艇等低空获取技术在城市空间信息的获取和更新方面发挥了积极的作用.本文对数字城市建设中的信息获取技术进行了讨论,并对航空摄影、机载3维激光、无人机、飞艇等3维信息获取方法进行了阐述,立足关注自主创新产品,突出各个领域技术合作与互补,推动数字城市建设更上新台阶.