潜在连接点集下拓扑推进三维建模算法研究

通过三维激光扫描仪可以获取到表示空间对象的点云数据。通过设置仪器的采样间隔可以获取到表示对象不同精密程度的点集。但是由于离散点之间缺乏相应的拓扑关系,限制了以点为基本图元的模型的应用。以空间离散特征点集为研究对象,研究了一种三维建模算法。算法基于距离较近的点之间比距离较远的点之间存在拓扑连接的可能性更大的前提,对点集进行预处理,然后在此基础上进行快速建模,最终获取到以三角形为基本面片的格网模型。所建立的模型易于进行各项空间分析和操作。该算法也能够有效地应用于更为复杂的建模任务中,以达到一体化建模的目的。     

基于ArcGIS的三维建筑日照时态模拟

以福州大学怡山校区为例,在ArcGIS 10环境中,结合SketchUp构建三维建筑模型,对建筑物接受日照和产生阴影遮挡情况进行三维可视化时态模拟研究,提出了无需插件的MultiPatch三维模型创建思路以及三维建筑的日照分析方案。研究结果不仅可为城建规划部门及居民提供快捷可靠的科学日照分析手段,而且拓展了三维建筑模型在GIS中的应用。     

全球六边形离散格网数据的三维可视化方法

针对全球六边形离散格网的三维显示化方法开展研究,设计了一种六边形格网的空间层次结构(hexagonalquaternary balanced structure,HQBS),采用四位码元对格网单元进行编码,定义并实现了格网向量的基本运算,利用这些运算可以方便地实现格网单元的空间索引。在此基础上还研究了全球离散格网的动态生成与显示算法、可视化区域裁剪等相关内容。试验表明:全球格网动态生成的效率110～370单元/ms之间,加载空间数据后,格网数据和空间数据逐层加载的时间在300 ms左右,能够保证加载空间数据后的显示刷新率在20帧/s左右。     

Cycle graph analysis for 3D roof structure modelling: Concepts and performance

The paper presents a cycle graph analysis approach to the automatic reconstruction of 3D roof models from airborne laser scanner data. The nature of convergences of topological relations of plane adjacencies, allowing for the reconstruction of roof corner geometries with preserved topology, can be derived from cycles in roof topology graphs. The topology between roof adjacencies is defined in terms of ridge-lines and step-edges. In the proposed method, the input point cloud is first segmented and roof topology is derived while extracting roof planes from identified non-terrain segments. Orientation and placement regularities are applied on weakly defined edges using a piecewise regularization approach prior to the reconstruction, which assists in preserving symmetries in building geometry. Roof corners are geometrically modelled using the shortest closed cycles and the outermost cycle derived from roof topology graph in which external target graphs are no longer required. Based on test results, we show that the proposed approach can handle complexities with nearly 90% of the detected roof faces reconstructed correctly. The approach allows complex height jumps and various types of building roofs to be firmly reconstructed without prior knowledge of primitive building types.     

矿山巷道三维建模数据组织与算法研究

巷道作为矿山的重要组成部分,在矿山开发建设过程中发挥着重要作用,基于虚拟现实技术的巷道三维模拟能够为采矿工程、安全生产、施工、人员及设备管理等提供直观的数据展示和决策支持,其精确程度直接影响着矿山的工程质量与采选能力。本文主要探讨巷道三维建模数据组织方法,直壁拱形断面巷道三维建模的关键算法,并基于实验数据,利用OGRE三维引擎技术完成巷道三维自动建模,验证了数据组织和算法的有效性和优越性。     

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。     

3DS Max与MultiGen Creator联合建模在建立三维城市模型中的应用

针对"数字沈阳"三维地理信息系统中建模质量与建模效率相矛盾的问题,阐述了3DS Max与MultiGen Creator两种建模软件各自的特点,分析和总结了建模过程中需要注意的问题。结合沈阳三维地理信息系统,探讨了3DSMax与Multigen Creator两者相结合的综合建模技术,建立了沈阳市城市三维模型。     

基于数字地形的三维道路快速建模与应用

介绍一种在高精度三维地形模型的基础上,通过导入道路规划设计快速生成三维道路模型,并进行土石方量计算等量化分析的方法。基于三维道路模型,可以开展各类可视化分析和规划管理工作,为非专业人士理解规划设计意图提供了直观的方式。最后,以典型示范应用为例,说明研究成果可应用的领域和效果。     

开源GIS进展及其典型应用研究

近年来,开源GIS软件取得迅猛发展,越来越多的科研机构、企业和组织开展了开源GIS软件开发和应用研究。本文首先综述了当前主流的开源G1S软件及其典型应用,讨论了开源GIS软件版权许可形式;其次,分别从模块功能、体系架构和开发使用环境等方面分析了主流开源桌面GIS软件和WebGIS的特点,并提出研发和教学方面开源GIS软件选择的建议;最后,讨论了基于GeoServer、Nasa World Wind、MapServer和SharpMap四种开源GIS软件在地图制图、3维可视化表达、网络地理信息服务和移动GIS软件等方面的典型应用实例,对开源GIS的应用和发展前景进行了展望。     

建筑点群在城市3维形态量化中的应用

利用将建筑实体进行高度抽象,提出了建筑点群,以GIS的空间分析理论为依据,通过实体高度、起伏度、空间聚集度三个指标对城市的3维形态进行量化与分析。选取南京市主城区为实验样区,提取该区域的建筑点群,用三个指标对实验样区内3维形态的空间分布格局和时间发展特点进行定量分析与描述。实验结果证明,这三个指标从不同角度分析了建筑实体在区域内的组合方式,能够在一定程度上反映城市3维形态的基本特征,有助于对城市空间分布格局及城市历史演变过程的研究。