基于3DGIS的城市规划可视性分析模型研究

视觉效果是城市规划需要考虑的重要要素之一.基于3 DGIS的计算机技术可以用于定量分析城市三维景观空间的可视性.本文介绍了可视性分析应用于城市规划的流程,提出了针对地形和建筑物可视性分析的数学几何模型.在地形可视性分析模型中,采用了一种结合水平投影和高程插值计算的方法判断地形上两点之间的通视性;在建筑物可视性分析中,采...     

顾及气象环境要素的可视性分析模型

在阐述可视性分析模型的应用、分析常规分析模型相关要素的基础上,根据可视性分析实际应用的需要,分析了气象环境中的影响因素,设计了大气能见度计算模型,并采用因子分析法确定了对大气能见度的影响模型.通过将大气能见度与可视性距离结合进行二次计算,建立了顾及气象环境的可视性分析模型,对该模型进行了多项实验验证,对实验结果进行了2维和3维可视化表达.     

基于距离场映射的地形可视域分析方法

地形可视域分析是地形分析的重要组成部分,针对现有方法存在的复杂度高、通用性差等问题,提出一种基于距离场映射的地形可视性分析方法。首先,在观察点位置以透视投影渲染地形,将观察点到可见的地形表面点的距离作为输出,保存到距离图;然后,以顶视图平行投影的方式再次渲染地形,通过对比片元到观察点的距离值与片元的距离场映射值来判断片元的可见性;最后,给出一种偏移采样法来减小锯齿走样的影响。试验表明,这种方法可以快速获得较高精度的可视域计算结果。另外,这种方法几何无关,能适用于多种形式的三维地形模型以及地物的可视性分析。     

GIS地形分析模型库管理系统的设计与实现

GIS地形分析中模型数量庞大、存储样式多种多样,因此,实现对模型资源的有效管理是基于GIS进行地形分析的关键技术.文中通过对GIS地形分析模型库的研究,提出GIS地形分析模型库管理系统的设计思想和总体框架,并开发系统原型,提高模型的可重用性,基本满足GIS地形分析模型管理的需要.     

增量法地形可视计算与分析

DEM在表达地形时具有水平等距网格和垂直高差的特点,根据DEM表达地形的特点,利用双增量地形可视计算方法,以水平方向矢量叉乘增量计算来判断点的可视性,采用垂直方向高程增量的谷地凹处盲区测试,根据地形高程的变化来消除不可视点,该算法思路清晰、计算复杂度低。同时重点分析该算法在地形的部分区域和不同特征地形上的特点,指出该算法在起伏山地和沟谷地形中的优势;横向上与ArcGIS功能模块进行比较,可视计算速度大大提高。     

利用ESAR极化数据的复杂地形区森林地上生物量估算

利用机载E-SAR传感器获取的P-波段全极化SAR数据与实测林分样地数据,分析不同极化方式后向散射系数在地形起伏区与森林地上生物量（AGB）的响应关系,以改进的水云模型为基础,建立了融入地形因子的分析性模型。采用遗传算法确定模型的最优参数,并对模型在不同坡度情况下的可靠性、稳定性进行分析,同时通过与常用模型相对比,确定水云分析模型在复杂地形区估算AGB的优势。结果表明：在森林AGB处于较低值的情况下,后向散射系数（HH、HV、VV）变化趋势与AGB变化趋势保持一致,但随着AGB值的增大,这种一致性仅在HV极化方式下继续保持,因此相比之下,HV极化方式更适用于复杂地形区生物量的估算。地形对森林AGB的估算具有极大的影响,后向散射系数与AGB的相关性随着地形坡度的增加而减小。5种模型估算森林AGB的能力大小排序为：水云分析模型 > 二次模型 > 对数模型 > 指数模型 > 线性模型。地形起伏较小的地区估算稳定性排序为：水云分析模型 > 二次模型 > 对数模型 > 指数模型>线性模型。地形起伏较大的地区估算稳定性排序为。水云分析模型 > 二次模型 > 线性模型 > 指数模型 > 对数模型。利用水云分析模型对研究区AGB估算,其实测AGB与模型估算的生物量值决定系数为0.597,RMSE为30.876 t/hm²,拟合精度为77.40%。     

普通测量学、地形测量学

CH20072043增量法地形可视计算与分析=Characteris-tics Analysis of Incremental Terrain Visibility/应申,高玉荣,肖剑平(武汉市勘测设计研究院)∥测绘学报.-2007,36(2).-192~197DEM在表达地形时具有水平等距网格和垂直高差的特点,根据DEM表达地形的特点,利用双增量地形可视计算方法,以水平方向矢量叉乘增量计算来判断点的可视性,采用垂直方向高程增量的谷地凹处盲区测试,根据地形高程的变化来消除不可视点,该算法思路清晰、计算复杂度低。同时重点分析该算法在地形的部分区域和不同特征地形上的特点,指出该算法在起伏山地和沟谷地…     

海量地形可视化的研究现状与前景展望

大范围、海量地形数据的可视化是当前地理信息系统、虚拟现实、军事仿真等领域的研究热点之一。该文从计算机硬件、软件两方面对海量地形可视化的系列实现技术进行了归纳与总结,包括图形显卡的硬件加速、图形软件包的显示优化、地形简化、可视性裁剪、分块动态调用等;之后对海量地形数据可视化的未来研究方向进行了展望,认为在海量地形数据的简化算法、面向网络的海量地形可视化、海量地形数据的空间数据库存储等方面应该进一步加深研究的力度。     

DEM及数字地形分析中尺度问题研究综述

基于DEM尺度的概念与类型、DEM地形分析的尺度效应、DEM地形分析尺度研究的关键问题、DEM地形分析尺度研究的方法等几个方面的论述，分析了当前国内外在该领域的研究进展，并指出了今后应重点研究的方向，包括自然地面与DEM模拟地面之间的尺度匹配、尺度冲突与尺度耦合的关系；空间尺度参数对DEM地形分析影响的过程与机理；DEM格网单元地形分析的异质性效应。在尺度层面上，提出不同地形复杂度条件下的DEM地形分析的确定性与不确定性规律，建立以尺度为自变量的多尺度地形分析模型，建立DEM地形分析的尺度转换模型。     

R3视域算法与参考面算法的对比研究

在地形可视性分析中,R3视域算法和参考面算法是两种重要的算法。在对两种算法的计算结果进行对比后,可以发现参考面算法的计算结果总要比R3算法的结果偏高。本文在此对比的基础上继续深入分析造成这种结果差异的本质原因,进一步解释了这种差异多表现在山体和沟壑等地形起伏较大的区域原因,并得出结论:这种结果差异不能作为两种算法精度相互评价的依据。     

GIS技术在景观视觉分析中的应用

探索应用地理信息系统空间分析技术,通过三维数字高程模型修正模拟规划在建大型建筑群的“地形”表面,并对观察点和目标点之间视觉的通视、可视域分析,采用定性和定量相结合的方法,形象直观分析评价未来重庆科技馆的景观视觉效果,     

Visibility Analysis with the Multiscale Implicit TIN

Visibility analysis is now a key function of many geographical information systems. It is also one of the most contentious tools, as it is notoriously prone to error. The paper will demonstrate the versatility of the Multiscale Implicit Triangulated Irregular Network (TIN) for the application of intervisibility analysis at multiple resolutions. This approach allows for the integration of three-dimensional (3D) topographic features with the terrain surface. The multiscale TINs are derived from generalising digital contours at a variety of lateral tolerances. The models' performances are evaluated from an extensive field study undertaken in the South Wales valleys. Results suggest that the accuracy of intervisibility analysis is very dependent upon the availability of good quality 3D topographic data. In our study, such data were shown to improve visibility performance by more than 44% over its bare-earth TIN equivalent. Interestingly, generalisation of the TINs had very little effect on visibility performance. In addition, a Monte Carlo approach to sensitivity analysis was found to be detrimental to the accuracy of visibility prediction in the full terrain and topographic models. However, this probable approach can improve intervisibility performance by up to 18% on a bare-earth TIN. The range of these visibility modelling scenarios demonstrate the flexibility of the Multiscale Implicit TIN for digital surface modelling.     

一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法

针对传统多分辨率地形绘制算法构网速度慢、T型裂缝不易处理等问题,提出了一种GPU（graphic processing unit）构网的地形无缝绘制算法。首先,引入实时网格细分（tessellation）技术,将地形构网分为CPU粗粒度Tile网格构建和GPU细粒度Patch网格细分两个阶段;然后,Tile网格采用基于视距的细节层次模型进行LoD层次选择,Patch采用基于屏幕空间投影误差的细节层次模型完成网格细分,兼顾了视距和地形粗糙度对地形绘制的影响,实现了地形细节层次的自适应选择;最后,应用C++语言和DirectX 11工具,设计开发了相应的可视化实验系统。实验结果表明,该方法实现了多分辨率地形的自适应无缝表达,保证了地形网格的连续性;并通过合理平衡CPU-GPU负担,显著提升了地形渲染效率。     

三维地理信息系统在城市规划领域应用研究

三维可视化理论与技术的引入使得传统静态的、平面的地图向动态的、三维的方向发展,地图的三维可视化正成为GIS与数字制图领域一个新的研究课题。本文主要研究场景多尺度表达、顾及地形(即基于DEM)的建筑、植被、道路、水系等各主要要素的三维模型的建立及其显示、可视性分析。文章最后对三维可视化技术在基于城市规划领域的规划展示、设计对比、日照分析、历史变化等方面的应用作了探讨。     

直升机应急机降模糊叠置选址模型

直升机凭借着其灵活的机动性能,在反恐演习,社会治安和抗震救灾等方面得到了广泛的应用。直升机的机动除了受地形制约外,受气象要素影响较大。分析了影响直升机机降的相关因素和多因子下的模糊叠置分析模型,并在Visual Studio 2008和ArcGIS Engine环境中对直升机应急机降选址原型系统进行了实现,分别对地形与风力、地形与能见度以及三者共同影响下的直升机应急机降选址进行了分析。该实验对顾及气象环境要素情况下的选址分析进行了探索,使分析结果更加准确、实用。     

三维场景实时建模中地形生成算法优化

通过分析三维场景实时渲染中视点无关与视点相关地形生成算法的性能,提出了优化的视点相关地形生成算法。此算法主要针对地形拆分、可视精度计算、观察视点距离计算、以及地形可见性裁剪这4个方面的策略做出了详细的阐述。并以渲染精度为衡量标准,通过实验对比分析了优化后的视点相关地形生成算法与视点无关地形生成算法的性能。除此之外,以渲染效率为标准,通过实验分析对比了优化后的视点相关地形生成算法与原视点相关地形生成算法的性能,并给出了一个运用此优化算法构建的三维地形模型。     

基于可见性预处理的地形模型视相关简化算法

提出了一种基于可见性预处理的点删除简化算法。该算法针对海量地形数据,首先建立了高效的空间索引系统,利用这一索引系统快速完成了视锥截取、背面剔除和隐藏面消除等可见性测试,再对预处理后的网格模型依据顶点曲率大小进行点删除简化。实验表明,采用可见性预处理可大大提高绘制速度,并且绘制帧速率基本独立于模型的复杂度。     

基于全球虚拟地形环境的空间分析方法研究

本文在介绍构建全球虚拟地形环境的基础上,着重研究了对全球虚拟地形环境进行交互操作和空间分析的方法;对空间分析中的基本量算功能、缓冲区分析和可视分析进行重点阐述,最后通过可视化的表现形式对各种分析状态进行空间表达.