Color correction of texture images for true photorealistic visualization

Photorealistic visualization combines 3-D geometric models with their texture images to render the virtual world. This paper points out that the texture images should be radiometrically corrected to achieve a true realistic appearance. Such a correction should include not only the color adjustment among images of the same object, but also the shade variation caused by the illumination change. The objective of this study is to correct the input texture images such that their shade varies when being rendered under different illumination directions. To achieve this goal we first apply the specular-to-diffuse mechanism based on the dichromatic reflection model to remove the specular component from the texture image. The resultant diffusion-only image then undergoes a shade correction to produce a normalized shade-free texture image. In the final step, shades under any illumination are produced to achieve a true photorealistic effect. Presented in the paper are the principles and methods for such corrections, along with a performance evaluation based on the graphic and numerical results for roof texture images.     

Developing an optimized texture mapping for photorealistic 3D buildings

Texture mapping generates photorealistic representations of three‐dimensional (3D) geometric objects and enhances the spatial perception of areas of interest. Over the past two decades, even though various approaches for 3D urban models have been investigated, their use has been limited because of the lack of spatial accuracy, details, and the complex processes. It is difficult to maintain highly detailed texture information without using a hybrid of aerial image and ground‐based imaging techniques, which are costly. Furthermore, it is hard to develop a fully automated process for 3D urban mapping that achieves high spatial accuracy. With regard to the issues, this research aims to develop a semi‐automated process for 3D building models that would help image‐based approaches. It helps acquire qualified texture information and improve the appearance of building façades in a large city. In particular, this research first investigates an optimal overlap of consecutive aerial images that generates sufficient information to texture each façade, thus making this process more cost‐effective. Second, this research develops an application to semi‐automatically build 3D buildings and textured 3D buildings. The application is developed in C++. The textured 3D building models are quantitatively and qualitatively assessed to determine the usability of the semi‐automated process.     

采用密度聚类算法的兴趣点数据可视化方法

针对目前对兴趣点数据的主要可视化方法均无法从宏观角度清晰地描述其分布规律及特征的问题,提出了基于密度聚类算法DBSCAN的兴趣点可视化方法。采用DBSCAN算法对兴趣点数据进行聚类及可视化,既有效地解决大数据量时兴趣点数据重叠遮盖的问题,又在宏观角度上发现其分布规律且在细节层次上保持数据的位置精确度。在学区房选址的应用中,将常用的兴趣点可视化方法与聚类可视化相结合,可以较为直观地选取合适的学区房。     

基于卫星精密轨道数据的复图像对精确配准

图像精确配准是InSAR数据处理中关键步骤之一。在介绍复图像对配准过程后,利用Doris软件逐步实现复图像对粗配准、精配准;深入分析配准过程中相干系数的变化,总结干涉条纹图、相干图特点,证实基于精密卫星轨道数据可以实现图像对精确配准的可行性。     

基于文本的地理空间数据挖掘与可视化

W eb文本挖掘在现今各行业中越来越受欢迎,而基于文本的地理空间数据的挖掘与可视化还是一个较新颖的研究领域。本文在综述文本数据挖掘研究现状的基础上,提出了基于传统文本的地理空间数据挖掘应用模型,利用Arcview作为构建模型的基础平台,实现了基于文本的地理信息的可视化和历史景点相关属性信息的查询。试验模型系统具有历史地物景点的分类、统计与显示查询等功能,并可以与现代景点进行对比分析。论文最后对此模型的不足作出分析,进而提出改进建议。     

一种基于地形轮廓匹配的地理数据AR可视化新方法

地理数据的增强现实可视化技术,是地理信息科学可视化的一个重要的发展方向.作者针对结构特征明显的区域,初探了增强现实技术在地学可视化领域的应用.首先,分别提取视频影像数据的可视轮廓和DEM地形数据的水平轮廓,将两种地形轮廓匹配,实现地理数据的地理坐标系与视频影像的图像坐标系之间的配准,最后模拟了地理数据基于视频影像的AR...     

局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法

倾斜摄影测量方法已可自动获取城市规模的实景三角网模型,然而散乱的三角网缺乏精细的几何结构和功能语义信息。为克服上述问题,提出一种局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法:将具有语义信息的独立三维部件与实景三角网模型的无缝融合问题,通过定义三维表面结构树,转换为局部区域的三角网替换操作;在待融合区域附近,将原实景三角网模型和替换的三维语义部件,通过局部参数化表达,UV展开为二维平面三角网;在二维平面上构建约束Delaunay三角网(CDT),实现两模型的无缝拼接,逆映射至三维空间并自动重建语义部件。通过深圳某区域的倾斜影像进行的试验证明,本文方法能有效实现具有开放边界和语义信息的部件模型与表面模型的无缝融合。与商业软件Maya对比,这种基于插入、融合的手段对提高建模效率具有实用价值。     

一种基于时态树结构的时空数据的动态可视化方法

本文通过设计一种时态树结构,运用多时态矢量空间数据动态关联算法建立地理实体变更的历史亲缘继承关系,作为时空对象动态可视化的时态版本数据源;基于时态树结构,设计并实现了动态形变图和动态专题图等动态可视化表达方法。     

基于多分辨率分析的LiDAR数据处理与可视化

基于多分辨率分析的数据滤波算法对于地形变化单一但地物和地形区别明显的场景,地形多变但连续且地物和地形区别明显的场景具有非常优越的滤波效果.研究基于多分辨率分析的数据滤波算法的基本原理,在Visual C++6.0平台上编程实现该算法,建立LiDAR数据处理与可视化系统,详细介绍各功能模块的实现方法和功能,实现由LiDA...     

基于时序分析的建筑物沉降数据处理

变形数据分析与预报是变形监测数据处理的重要内容。基于时间序列分析的特性,研究了应用AR模型对建筑物沉降数据进行分析处理和预报的方法步骤,并通过实例计算证明,该模型具有较好的拟合效果和预报精度。     

统计数据地图可视化扩展研究

本文作者在对统计数据、相关统计软件以及统计地图可视化流程进行研究的过程中,发现了目前统计地图制图方面存在着统计数据分类研究不完善、统计地图可视化流程不尽科学等问题。基于以上的研究,作者对统计数据进行了归类,提出了对传统的统计地图可视化流程的改进思路,并根据统计数据的归类总结出各个分类最适宜的统计图类型,这对统计GIS软件设计软件可视化流程的人机交互和制图者利用软件制作统计地图都有一定的指导作用。最后,基于改进的统计制图流程和分类统计图,作者开发了一个小型的统计制图系统,基本达到了所期望的效果。     

基于Web服务的多源Argo数据共享与可视化应用研究

本文分析了当前海洋Argo观测数据在数据和模型共享与应用方面存在的不足,结合Web Service技术,提出在分布式网络环境下将海洋Argo数据与应用模型封装为Web服务的方式,实现多源海洋Argo数据集成与可视化应用的方法。基于该方法构建了"多源海洋Argo数据动态集成与远程可视化系统平台"。通过该平台的构建,为用户提供海洋Argo数据的透明的Web应用,实现了基于网络对多源海洋Argo数据的集成与交互式可视化表达。     

基于机载LiDAR和GIS数据的建筑物变化信息自动检测方法

建筑物的变化信息对地图更新和相关地理要素的统计至关重要。首先,通过Li DAR数据提取建筑物信息,应用alpha-shapes算法得到建筑物的边缘信息;然后,将该信息和GIS地图矢量数据对比,应用多级变化检测策略进行自动检测,得出变化的建筑物并精确到建筑物变化的细部特征。该方法不仅能实现建筑物的定性变化检测,而且能对变化信息进行定量统计,检测结果的准确率达到95%。与以往单纯利用影像数据的方法相比,该方法自动化程度和效率均较高,且处理流程简捷。     

基于 XTF 格式的侧扫声纳数据解码及可视化

从侧扫声纳原理出发,深入研究XTF格式的侧扫声纳数据结构,对其进行自动解码,提取各种统计参数及声纳回波强度信息,编程自动生成侧扫声纳瀑布图,实现侧扫声纳数据可视化。以南海某海域实测XTF格式侧扫声纳数据为例,进行解码和可视化,实验结果表明形成的侧扫声纳图像完全满足海洋地质调查需求,对识别海底微地形地貌提供精确可靠的依据。     

一种矢量瓦片的时序InSAR形变可视化方法

针对InSAR地面沉降数据在网络环境下实时可视化渲染速度缓慢、空间分析交互性差、时序演变难度大的问题,提出了适用于地面沉降数据空间分析和时序表达的矢量瓦片制作方法并运用矢量瓦片技术在网页端实现快速可视化:①在传统抽稀算法的基础上对矢量瓦片层级间的抽稀算法进行改进;②以时间为尺度对累计沉降量数据进行分割存储,便于多尺度、多时序对InSAR数据进行表达和分析;③以抚顺市采煤沉陷区时序InSAR累计沉降量数据为实验数据进行验证.实验表明,网页端可快速、高效、灵活地加载矢量瓦片来展示地面沉降的空间分布情况和时空变化特征.     

基于钻孔数据的三维地质建模与可视化研究

三维地质模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造,直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系,最大限度地提高地质分析的直观性和准确性,因此三维地质建模已引起地质、采矿、岩土工程等诸多领域的日益重视。笔者在综合考察多种建模方法的基础上,结合工程实践,提出了一种实用的工程地质三维建模实施方法。该方法以钻孔资料和地质剖面数据为三维地质建模的源数据,允许用户手工修正模型剖面地层分界线,从而实现对建模过程的干预和控制,克服了单纯依靠钻孔数据建模结果不精确且难以修正的问题。最后,通过一个研究实例展示了该方法的实际建模效果。     

基于三维激光扫描数据的建筑物三维建模

给出基于三维激光扫描测量仪所获得的点云数据来实现建筑物三维建模的方法。文中介绍了三维激光扫描测量仪的系统组成与工作原理,给出对点云数据处理的过程和方法,阐述建筑物三维建模的方法,并用实例介绍整体方法的实现过程和效果。     

海量点云数据的建筑物三维模型重建

针对传统测量方式在建筑物的保护中,存在工作量大、容易对建筑物造成二次伤害的问题,该文结合现代测量手段与三维激光扫描技术,提出了利用镶嵌法进行建筑物三维模型重建的研究思路。基于点云数据获取、处理与三维建模的理论,以安徽省淮南市安徽理工大学本部"红楼"为例,实现了对"红楼"点云数据的拼接、合并、降噪等处理工作,并结合中海达HD_3LS_SCENE软件与3D Max软件各自的优势进行了"红楼"真三维模型的重建。实验结果表明,该数据的处理方法具有速度快、效率高、精度好等特点。     

基于激光点云数据的古建筑BIM几何模型构建

针对古建筑BIM各种信息模型中几何模型构建的问题,提出应用三维激光点云数据和CloudWorx软件进行建模的方法。应用Cyclone软件对点云数据进行去噪、配准,按构件进行分割;应用CloudWorx软件进行模型的构建。研究古建筑的瓦片、柱体、梁、墙体、围栏等构件的建模方法,通过模型合并生成古建筑的整体几何模型。     

基于Skyline和IDL平台的地质数据三维可视化研究

地上地下信息三维可视化在地质勘探中具有重要作用。首先研究了地质数据建模的主要方法;在分析和比较当前主要三维可视化平台的基础上,基于Skyline和IDL开发平台进行了详细的系统设计;最后,开发和实现了集地上地形地貌信息和地下地质数据的三维可视化分析系统。结果表明,文中的设计方案能够很好地集成地质勘探中的地上地下信息,实现三维可视化分析。