一种用于三维城市建筑物的可视域分析算法

作为3DGIS的一种空间分析方法,可视域分析在城市规划、军事和考古等方面有着广泛的应用,其实现则主要基于点对点的通视分析。本文基于多数城市建筑物外形相对规则的特点,提取建筑物的最小矩形包围盒,基于视点位置得到每个模型的可视面角点和视点构成锥体,通过计算其他锥体底面在某一锥体底面所在平面上的投影区和该锥体底面多边形的差集得到每个模型的可视面,避免通过计算建筑物模型每个点的通视性得到建筑物的可视域,以减少计算量,提高计算效率,最后的实现效果证明了本文算法的可行性和有效性。     

基于Cesium的多尺度城市三维建筑模型可视化

城市空间信息平台的建设既要考虑宏观上的大区域空间格局分析,也要有微观层上的细节化信息分析,因此产生多尺度空间表达的需要.三维空间数据的多尺度表达,不同于二维数据,不仅要顾及输入数据的粒度特征,还要顾及可视化渲染软件平台的技术特征.鉴于Cesium成为三维空间数据可视化表达的重要平台,本研究基于Cesium系统平台及其三维可视化空间数据渲染基础功能,提出一种城市建筑物三维地图综合及多尺度可视化的方法,基于空间邻近、形状细节特征构建多层次二维数据基础,然后在多分辨率三维视觉感知条件下,实现三维建筑物的多粒度可视化渲染.     

M-Quadtree索引:一种基于改进四叉树编码方法的云存储环境下空间索引方法

为了解决基于"键-值"模型的云存储环境仅支持简单的关键字查询,不支持多维空间查询的问题,提出了一种新的分布式空间索引方法——M-Quadtree索引。在索引构建过程中,设计了一种基于改进四叉树的空间数据划分方法,该方法规定了叶节点区域的最小数据量,通过四叉树叶节点的再合并,解决了划分后各子区域间存储量不平衡的问题,并且满足了MapReduce并行化要求。给出了MapReduce框架下M-Quadtree索引的快速构建、查询与更新算法,并在搭建的Hadoop平台进行了关键参数对索引效率的影响以及不同规模数据下索引的创建、查询和更新试验。与现有分布式空间索引的对比试验及分析结果表明,M-Quadtree索引在数据存储量负载均衡、算法并行化和空间查询效率等方面表现得更好。     

基于多粒度建模的海量AIS数据三维可视化索引方法研究

随着航运业的蓬勃发展和通信手段的日新月异,AIS技术应运而生。其数据特点是数量众多、位置及状态更新频繁,如果没有一套合理高效的建模及可视化方案,很难满足多方面用户对于三维可视化高效、直观的要求。在详细分析AIS数据的模型粒度的基础上,设计并实现基于"视点选择法"的多粒度建模方法,通过构建面向移动对象的动态空间索引,实现海量AIS数据的三维可视化,并通过实验验证算法的可行性。     

顾及异向性的局部径向基函数三维空间插值

针对三维局部径向基函数(radialbasisfunction,RBF)空间插值过程中合理设置待插值点的邻近搜索范围问题,提出了一种依据变异函数分析探索空间异向性的局部径向基函数插值方法。首先,构建采样点的协方差矩阵求解数据的三个轴向;然后,通过旋转变换将数据变换到新的坐标系下,根据地统计中的变异函数计算三个方向的变程,并将三个变程设置为局部搜索椭球体的三个轴;最后,对每个采样点构建节点RBF,通过对待插值点影响范围内的节点RBF进行线性加权组合,求出待插点的属性值。实验结果表明,该方法顾及了空间数据的异向性,计算精度高,插值结果可靠,是一种可行的顾及异向性的三维空间插值方法。     

三维空间格网的多尺度整数编码与数据索引方法

本文针对三维空间索引方法存在的问题,提出了一种适用于三维空间格网化区域的多尺度整数编码与索引方法。该方法利用整数对由规则格网划分的空间区域进行统一编码,形成了一种包含格网大小关系和格网尺度变化的树状结构,体现了不同尺度格网之间的包含/被包含、相邻等空间关系,最终实现了对多种尺度格网的统一整数编码化处理。在此基础上,还研究了层级运算、编码与格网坐标转换运算、父单元查询和子单元查询等基本运算方法,并与Oracle Spatial的三维R树索引进行比较,设计了对比试验。结果表明,三维空间格网的多尺度整数编码在数据导入、索引建立及区域查询三个方面均优于Oracle Spatial的三维R树索引方法,其效率分别提高了约2倍、46倍和4倍。     

网络三维GIS空间数据存储及动态拓扑方法北大核心CSCD

针对当前网络环境下三维GIS在拓扑关系的建立与表达、地学数据共享和互操作方面存在的不足,该文提出了一种网络环境下的三维实体拓扑关系构建方法。以关系数据模型来表达点、线、面、体及复杂体5类拓扑元素间的拓扑关系,结合插件式虚拟现实技术,在分布式结构下建立真三维实体的网络发布平台,并实现了三维模型的可视化和三维空间实体拓扑关系的查询。研究表明,该方法能根据三维空间拓扑关系快速重建地理实体,为三维空间数据的交互和共享、网络环境下的真三维空间分析提供新的方案。     

基于二维地下管线数据快速建立地下管网三维场景

随着地下空间应用的不断深入,二维信息不能准确表达管线之间的空间关系,三维空间信息系统更加适合地下空间数据的表达。本文主要论述了二维地下管线数据向地下管网三维场景的快速建立,以及在建立过程中出现的各种问题,经反复实验解决问题,最终实现了地下管网三维场景的快速构建、三维管线浏览、信息查询等功能。     

分布式VR-GIS海量三维空间数据存储调度模型研究

通过提取网络环境中影响三维空间数据的影响因子,从网络化三维渲染与数据流负载平衡2个方面建立基于分布式三维空间数据库性能诊断模型,实现了可承载高数据访问压力的分布式三维空间数据库模型,解决了网络环境中三维空间数据管理和存取效率低、数据流转不畅等瓶颈问题。     

三维GIS中基于空间拓扑约束条件的R树研究

在研究了R树的索引机制后，结合三维空间实体对象，提出了一种带有三维空间拓扑约束的R树结构，并依据空间拓扑关系制定了构建索引时的四条规则，在规则的约束下，建立该索引时能有效地减少R树的区域重叠，提高了三维空间的查询效率。     

一种利用面元拟合的地面点云数据三维R树索引方法

针对地面激光扫描的真三维点云数据,提出基于面元拟合的三维R树索引方法,在对点云进行递归分割和面元拟合的过程中形成三维R树节点的包围盒,通过对传统R树的改进,使之更好地保留平面特征,以适应点云数据的管理。通过实验实现了地面点云数据的高效管理与查询检索,证明了方法的有效性。     

三维GIS中R树空间索引研究

对于三维GIS来说,建立高效的三维空间数据索引是其关键技术之一。R树索引是近年来应用最广泛的方法之一。本文以覆盖面积和重叠面积之和作为R树结点插入标准,并且引入K均值聚类算法对结点分裂算法进行了改进。另外,对于三维GIS中较大的地物如道路、河流等,实施裁剪策略。从而使R树同层结点间的重叠度显著下降,空间对象的聚簇也更趋合理,有效提高了三维GIS数据库的查询速度。     

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。     

三维激光点云联合无人机影像的三维场景重建研究

采用空-地多源数据融合技术进行三维场景精细重建研究:以三维激光扫描激光点云为基础,获取地面可视地物的三维空间信息,以无人机航拍获得的正射影像为辅助,获取地物顶部三维空间信息,以3ds Max软件为建模工具对三维场景进行重建,系统研究了数据采集、数据预处理、三维模型构建、三维场景重建等关键技术。实例结果表明,重建的三维场景及模型精度能满足小范围场景建设需要。     

一种三维网络GIS空间数据可视化方法的研究

三维GIS空间数据可视化是三维GIS建模的基础,针对网络环境下三维GIS在空间可视化方面存在的不足,本文提出了一种基于VRML的真三维模型构建方法。以点、线、面和体四类拓扑元素之间的拓扑关系为依据组织建立数据库,结合分布式虚拟现实技术搭建起真三维模型网络发布平台,成功实现三维空间数据的可视化。研究表明,该方法能根据三维拓扑关系建立真三维模型,为三维数据的可视化和共享、真三维GIS空间分析提供了一种新的方案。     

面向对象的船载激光扫描数据船舶目标检测方法

提出了一种基于对象的船载激光扫描数据内河船舶目标检测方法。该方法基于船舶目标的高程信息和几何特征,利用投影和图像形态学运算方法快速确定包含船舶目标的兴趣区域;然后针对船舶目标数据的空间分布特征,对兴趣区域点云数据进行欧式距离分割和优化处理,生成实体对象,并构建高差、外包围盒和局部密度等特征构成的向量,采用支持向量机进行二元分类,提取出船舶目标。该方法成功地检测出船载激光扫描数据中的船舶目标,船舶目标检测的准确率较高。     

一种面向并行空间数据库的数据划分算法研究

面向基于对象关系型数据库而构建的并行空间数据库系统，提出了一种基于Hilbert空间填充曲线的适合于矢量空间数据的数据划分算法。在充分考虑空间信息的海量特征以及矢量数据存储记录的不定长等特点的前提下，该算法可实现并行空间数据库中海量空间数据记录在多个存储设备上的均衡划分，以避免出现数据倾斜现象，从而提高了空间数据的检索与查询效率。     

基于分布式GIS的一种矢量数据查询优化方法

分布式GIS的海量数据和有限带宽的网络资源之间矛盾日益突出,远程矢量数据的查询和海量数据传输成为解决问题的关键。在分析海量数据查询特点的基础上,结合空间数据库中数据层的查询优化方法和代价函数,提出了一个在客户端定义并使用代价函数优化动态规划的矢量数据查询方法,同时在客户端实现数据拓扑差查询。实践证明,该方法能够有效提高查询速度和保持全局网络负载的良好性能。     

空间信息网格中远程空间连接查询的优化

随着空间信息网格的建设,网格平台上管理的空间信息资源越来越丰富,这促进了空间信息网格中空间数据分布式查询的应用需求,而在分布式空间查询中,空间连接查询操作往往成为性能的瓶颈.根据空间信息的特点,通过利用网格计算资源来优化空间连接查询的执行.首先基于网格服务构建网格平台分布式空间数据查询软件结构,通过设计远程空间连接执行服务利用网格平台中的计算资源;根据空间信息的特点.采用基于Kd-Tree空间分区并行连接的方法提高远程空间数据连接操作执行效率,并给出了远程空间连接执行的查询代价模型;然后根据连接代价模型设计了远程空间连接查询执行计划优化生成算法;最后总结了本文工作并探讨了下一步研究方向.     

基于移动网格点云精简算法的研究

针对三维激光点云数据精简问题,提出一种基于移动网格划分的精简算法。基本思想是首先将点云模型空间网格化,再依据距离阈值对网格进行二次网格划分,利用权重值大小筛选出合适点,最后移动点云模型包围盒最小点位置,重新进行二次网格划分和点云筛选,最终完成点云的精简。实验得出,可移动网格划分的点云精简算法在精简效果与时间效率上均具有显著的优势。