利用CityEngine进行三维校园参数化精细建模

在现有二维数据的基础上进行快速的三维精细化建模是当前GIS领域的一个重要研究方向。本文给出了CityEngine参数化规则建模的流程和方法,解释了规则函数的原型及其作用,阐述了建筑物、道路、绿化和水体的三维精细化规则建模的具体步骤,并以山东科技大学校园三维为例,在CityEngine平台上构建了整个校园的三维场景。参数化建模能够通过参数更改模型的细节特征,实现了实时、动态的三维建模,弥补了传统建模方法的不足,对大规模城市快速精细化三维建模具有重要的指导意义。     

顾及地形特征的三维道路及景观快速建模方法

针对三维道路及景观建模不能反映地形起伏变化、高成本和低效率等现状,本文在研究三维道路技术标准及三维建模生产流程的基础上,提出了一套集城市道路标志标线和城市部件采集、编辑、转换和图层管理的城市道路三维建模预处理方法,设计并实现了基于北斗的三星移动测量系统,在获取道路路面精确高程的同时快速安全地获取街景及全景影像。通过研究顾及地形特征的高程匹配算法,解决了对道路标志标线快速建模问题,实现了对道路及景观的快速三维精细建模,并在常州市、福州市的三维城市数字建设中进行了试验和推广应用,充分验证了该方法的精确性、稳定性和有效性。     

道路交叉口自动检测与基于OpenSceneGraph的三维自动建模方法

针对三维道路场景中多条道路交叉时出现的单纯重叠问题,基于开源三维图形渲染引擎OSG(OpenSceneGraph),提出一种三维道路交叉口的自动检测与建模方法,该方法通过分析道路矢量数据的存储特点及道路交叉口的设计规范,快速获取交叉口区域并识别其所属类型,结合计算机图形学和OSG场景渲染技术实现道路交叉口的自动建模。试验表明,该方法可有效解决三叉型、四叉型、环岛型和分离式立体交叉口的一键式生产,无须人工干预,为大数据三维道路场景的快速构建提供了有效方法。     

道路交叉口自动检测与基于OSG的三维自动建模方法

针对三维道路场景中多条道路交叉时出现的单纯重叠问题,基于开源三维图形渲染引擎OSG(OpenSceneGraph),提出一种三维道路交叉口的自动检测与建模方法。该方法通过分析道路矢量数据的存储特点及道路交叉口的设计规范,快速获取交叉口区域并识别其所属类型,结合计算机图形学和OSG场景渲染技术实现道路交叉口的自动建模。试验表明,该方法有效地解决了三叉型、四叉型、环岛型和分离式立体交叉口的一键式生产,无需人工干预,为未来大数据三维道路场景的快速构建奠定基础。     

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

介绍了当前地面三维激光扫描技术的应用情况,阐明了地面三维激光扫描技术的基本原理。提出了固定式地面三维激光扫描技术在工程测量实际生产应用中工艺流程,系统论述了该技术在地形图测绘、土方量计算、道路测量、三维建模等方面应用方法。总结该技术与传统测绘方式相比较的优缺点,及其在精细三维建模和复杂工业设备建模方面的成果。基于移动式地面三维激光扫描技术试验结果,提出可在道路测绘中应用的结论。探讨地面三维激光扫描技术今后的应用方向和前景,为该技术在城市工程测量中的应用提供借鉴参考。     

CityEngine与ArcGIS结合的辅助道路规划设计

结合CityEngine与ArcGIS构建了一种基于三维道路模型的道路设计方案快速集成和实时模拟的辅助规划设计平台。CityEngine参数化建模软件基于CGA规则语法的建模技术,可以对道路的三维模型进行批量化快速构建,在此基础上借助ArcGIS的空间分析功能,可以开展地形分析、断面分析、土石方计算等辅助规划管理等工作,为道路规划、设计、管理部门提供了一种将可视化的设计成果进行三维展示的技术手段,帮助设计人员提高了工作效率与方案质量,为评价和决策者提供了直观、便捷的评价及决策依据。试验证明,通过将CityEngine参数化建模软件与ArcGIS的空间分析功能相结合,开发的城市道路三维可视化辅助设计平台可以直观、准确地展现城市道路设计方案,并在此基础上对道路三维模型进行空间分析,辅助决策者对方案进行评价及改动;该平台有利于不同专业工作者之间的协同配合,可以显著提高道路设计工作的技术水平和工作效率,对于推动道路设计工作由二维向三维转变具有重要意义。     

基于3DMax与CityEngine的城市道路路灯快速批量自动建模方法

针对三维城市建模过程中采用手工建模方法对道路附属设施路灯等进行建模与摆放,效率低,位置不精确等缺点,提出基于3DMax与CityEngine的城市道路路灯批量建模与摆放方法。首先,在3DMax中建立不同的路灯模型;其次,分析路灯坐标点与道路中心线的空间关系计算邻近角,再导入到CityEngine中,通过规则程序调整路灯的大小与方向,实现在路灯坐标点上的批量自动建模。所建模型可转换为obj、3ds等通用的三维数据交换格式,可方便地实现数据共享和重复利用。最后对该建模方法进行验证,并将生成的路灯模型与道路模型进行整合,结果表明该方法实用、可靠,可节约三维城市道路附属设施数据建设的时间和成本。     

多层次空间语义约束的道路参数化建模研究

针对当前道路实体建模中复用性低、方法固化、组织管理不规范的问题，提出了一种参数化道路实体建模方法。选取潍坊和青岛两个城市的部分地区为测区，基于航空影像数据、道路实体参数、CityGML标准实现道路实体参数采集、表达和组织管理；在多层次语义规则约束下构建道路图元三维模型，确保道路三维模型的建模的精确性；基于多边形裁剪算法实现道路实体三维模型与城市场景的融合。实验结果表明，该文提出的参数化建模方法能够清晰、准确、规范地构建出城市道路实体的三维建模，即使对于道路交叉口同样能够准确表达。其最终模型几何效果、模型复用性和后续模型修改灵活度均优于倾斜摄影模型。     

高精度矢量数据的路面三维自动建模方法

为了解决路面手工三维建模速度慢、工作量大等问题,本文面向规范化处理的高精度矢量数据,对不同路口进行精细化设计,自动生成路面三维模型。首先使用道路高精度三维信息采集软件,在获取的点云数据中半自动化提取准确的道路边线、道路标识线等矢量信息;然后针对不同路口进行精细化线形设计,提出连续四边形重建方法、弯道平滑处理方法、交叉口重建方法及路面标识线投射重建方法;最后对提取的高精度矢量数据进行规范化处理,在满足路面线形设计要求后,借助MAXScript脚本实现路面三维自动化建模。以车载移动测量系统获取的某段道路点云数据进行试验,验证了该方法的可行性和有效性。     

三维地籍建模关键技术研究

本文基于CityEngine技术,采用规则建模的方法实现了江苏师范大学三维地形的建模,主要包括房屋建筑、道路与绿化等要素的地物建模,以及纹理处理,并完成了江苏师范大学的三维地籍建模与场景展示.     

基于虚拟现实技术的矿山三维建模、显示及漫游系统

介绍了虚拟现实技术建模、漫游的方法,并结合矿山的具体情况,建立了矿山三维模型,包括巷道和工业广场等三维实体建模,并实现了场景实时漫游系统的设计。     

三维GIS的城市暴雨积涝灾害模拟

针对传统基于二维GIS进行城市暴雨积涝模拟分析不能立体地展现积涝灾害动态演进过程、地物受灾情况的问题,该文提出了基于三维GIS进行城市暴雨积涝灾害模拟分析。该方法综合应用精细化建模与地物拉伸建模技术,通过区域DEM构建、地表路面建模、建筑物建模、地形匹配构建研究区三维模型;以改进的D8算法进行汇水区划分,应用径流系数法进行汇水区产流计算。研究结果表明,该方法能够有效实现三维场景中暴雨积涝积水深度、积水范围计算以及积水深度、受灾房屋、受灾道路可视化表达,为城市暴雨积涝灾害防灾减灾提供技术支撑。     

Web环境下房产测绘信息三维可视化技术研究

Web环境下的三维可视化技术存在诸多技术难点。相对单机及局域网环境,Web环境下的网络响应时间将很大程度上影响着三维可视化的实际效果。文章围绕这一问题,从三维建模效率和三维模型数据量两方面入手,在分析现有方法不足的基础上,结合房产测绘信息特点,提出了基于模型库的房产测绘信息三维场景实时构建方法、基于模块化和参考复用的三维建模方法,进而提出一套行之有效的解决方案,使Web环境下房产测绘信息三维可视化技术得以实用化。实验系统证明了该方法的有效性、实用性。     

基于OpenGL城市大规模管网三维建模

城市管网是城市建设的重要组成部分。本文讨论了基于OpenGL的大规模城市管网三维建模技术,从介绍世界坐标系和局部坐标系的转换关系出发,重点介绍了管网的直线部分建模和管网衔接处的建模,提出了一种基于顶点混合技术来绘制管网衔接处的新算法,该算法方便高效,能产生逼真的效果,并给出了加快三维显示速度的方法,实现了城市管网的大规模实时建模。     

城市三维管网建库及高效可视化

针对二维管线信息系统对于城市综合管网的展示缺乏直观化和综合化的问题,该文在构建三维管网数据库的基础上,提出了一种城市三维管网实时建模方法。无需事先建模,通过整合多种GIS和非GIS的管网数据,并结合三维管网数据库中的三维管网符号模型库和可视化参数配置,实现高效三维管网的实时建模和可视化。以重庆市某区域为例,生成的三维管网具有顾及LOD级别、效率高、仿真性好、保持GIS数据特性、支持动态更新等特点,结合三维城市模型和三维地质模型,可以实现地上地下一体化的三维效果。     

震后北川县城三维建模方法研究

汶川地震造成北川县城大部分房屋倒塌。本文以震后北川县城为例,在已有城市建模方法基础上,提出了基于航空影像与人工建模结合的震后建筑物、废墟、道路、绿化和小品的三维建模方法。     

车载LiDAR点云数据分割与半自动化建模方法

针对车载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)点云数据的不完整性问题,提出一种车载LiDAR点云数据分割以及基于分割后点云数据的半自动化建模方法。首先对点云数据进行标准格式转换及稀化;然后以不同地物的属性和几何特征为分割条件,分别建立道路、建筑物、树和路灯等附属设施的三维模型,并利用车载以及航空图像的纹理信息辅助建筑物的立面和顶面三维建模;最后以真实街景为实验区,基于拓普康IP-S2车载LiDAR点云数据,完成该街景的分割与建模。实验结果表明,该文提出的点云数据分割与街景地物重建方法比较简单,可实现道路和建筑物的半自动化分割;利用成熟的建模软件和方法,实现了建模的完整性和较强的可靠性。     

基于规则的数字校园三维场景建模方法研究

从三维建模所需数据的获取到地形、地物模型的构建等方面进行探讨,研究了系统三维GIS场景的建立方法,并且,选取XX地区作为研究区域,包括数据的获取及处理、地物与地形的匹配,然后基于规则对三维场景进行建筑物、道路、操场、树木等模型构建并导出到Geodatabase数据库中。基于规则的三维场景建模方法适用于大面积相似建筑物的模型构建,并且大大地提高了其建模效率。     

基于ArcGIS的三维场景自动化精细建模

主要研究将ArcGIS强大的图形、属性数据组织和管理能力与CityEngine基于CGA规则的建模思想相结合,进行大面积三维场景的自动化精细建模,高效实现三维可视化.不但能够实现GIS数据中各种属性的快速、自动建模,还能实时修改规则,调整模型显示,降低了三维GIS建模的成本,缩短了三维建模的周期,同时也扩展了参数化精细建模的应用领域.     

基于倾斜摄影技术的城市三维快速建模方法研究

目前,数字城市建模主要采用传统三维建模方法,该方法效率较低、投资成本大、真实纹理采集困难,无法满足城市大范围快速建模的需要。针对传统建模方法局限性,提出了利用新的对地观测技术——倾斜摄影技术实现城市三维建模的方法。该方法旨在结合倾斜摄影技术和3ds max软件的优势,实现一个集三维建模、纹理自动获取、纹理映射等功能于一身的高效率的数字城市建模平台,该方法易于在实践生产中推广,具有较好的应用前景。