大场景三维渲染关键技术研究及实现

三维模型的海量特性和计算机硬件的制约给三维场景的渲染提出了严峻的挑战,优化三维场景中数据的组织管理方式及模型调度算法是提高三维场景渲染效率的有效途径。基于此,对三维场景的组织及模型调度进行了深入研究,提出了一些提高渲染效率的方法及算法,包括支持并行计算的快速地形制作方法、一种自适应的模型数据四叉树组织算法、基于边折叠算法的LOD模型自动生成技术,海量模型数据的内外存调度策略,地下管网的实时自动生成等,通过具体应用案例对研究结果的有效性进行了很好的验证。     

基于最小累积阻力模型的长吉生态安全格局构建

为了缓解城市快速扩张背景下产生的生态保护与土地开发之间的矛盾、保证区域生态安全稳定,构建城市生态安全格局显得尤为重要。首先基于景观生态学理论,以土壤数据、土地利用现状数据和遥感数据为数据源,选取反映自然生态状况和人类活动影响的两大类生态风险指数,利用GIS空间分析、RS技术以及景观结构分析软件FragStats对长吉联合都市区进行了生态安全风险评价;然后从生物多样性保护、水源涵养、土壤保持以及气候调节等方面对区域生态系统服务功能的重要性进行定性评价;再以生态安全风险评价结果为阻力面,根据生态服务功能重要性结果确定生态源地;最后利用最小累积阻力模型,划定了林地、湿地、草地、水系4类核心生态空间,构建了"三带两区、五脉连江、林田相间"的区域生态安全格局。研究结果为长春市生态环境建设提供了切实可行的科学指导。     

广东省统一深度基准项目的设计研究

根据对广东省现有长期验潮站数量、分布以及水位数据情况的分析,确立了在已有长期验潮站的基础上,采用适当布设短期验潮站的方式,对长期验潮站进行加密补充;建立海区调和常数变化模型,并结合水深数据、卫星测高数据,构建海洋潮汐模型;最终建立深度基准模型的总体设计思路。广东省统一深度基准的建立,可实现深度基准面1985高程模型的构建,相邻测区间水深成果的无缝拼接,沿海水深成果与陆地地形成果的相互转换,GNSS技术下的水深测量(无验潮模式)以及对沿海范围内海岸线和海岛岸线的精确推算。     

小波变换和BP神经网络模型在沉降变形监测中的应用研究

变形预测在预报工程险情方面起着关键性的作用,针对施工中需及时、准确地预测变形的问题,本文利用小波变换原理对监测数据进行降噪处理,并采用BP神经网络分析不同训练样本下的预测效果和精度水平。实验结果表明:基于小波消噪后的BP网络模型,以连续的近期观测数据作为训练样本,对下期变形预测精度高,效果好,相对误差很小。因此,小波变换和BP神经网络模型在沉降变形监测工程中能作为预测研究与应用的参考。     

基于ETOPO1数据的全球及重点海域水深统计与分析

由于不同的水深探测手段及海深反演方法适用于不同深度的海域,且全球海域水深分布不均,因此在探测及反演海深之前,需对目标海域的水深分布有一定认识。本文采用ETOPO1模型对全球及部分海域进行统计分析,结果表明,全球及大西洋、印度洋、太平洋区域的水深大多处于3 000—10 000 m,其中3 000—5 000 m水深海域占比较大,因此,在这些海域主要采用重力数据结合船测数据进行反演,同时应注意避开海岸带、岛屿较多、海脊存在的区域;对于水深小于1 000 m的海域,可以根据外部环境,采用多波束船测、水深遥感、机载激光测深等方式进行探测。通过分析及统计全球和重点海域的水深可以为海深探测及海底地形反演方法的选取提供参考。     

一种实用型无人机三维模型重建方法

针对无人机三维模型无法单体化及难以构建实用模型的问题,文章研究了一种实用型无人机三维模型重建方法。首先,利用无人机倾斜摄影测量技术获取研究区5个角度高清数据,通过空中三角测量、加密点云、三维重建、产品输出等智能化技术处理生成了DOM、DSM、三维模型;其次,研究无人机DOM(可见光波段)的特性,利用面向对象分类方法提取了研究区地类信息;最后,借助Skyline平台,根据高度属性将提取的地类信息转换为2.5维矢量,使之与三维模型无偏差叠加,构建实用型无人机三维模型。结果表明:三维模型外观逼真,具有查询、检索、定位等实用功能,有效地改变了无人机三维模型仅有漫游的现象,同时研究的技术方法对于构建三维智慧城市具有重大意义。     

基于AHP-PSR模型的西南丘陵地区农用地集约利用动态评价

针对西南丘陵地区农用地利用效率低、耕地质量锐减、人地关系逐步恶化等问题构建了基于AHP-PSR模型的西南丘陵地区农用地集约利用评价系统。采用专家打分法进行指标筛选后,基于AHP-PSR模型进行农用地集约利用动态评价,对系统内部协调及稳定性进行分析、评估,较深入地研究农用地集约利用驱动因子,并采用最优子集选取策略分析集约利用驱动力,以避免仅以简单相关性就加入或剔除驱动力因素导致回归系数不符合实际内涵的现象。实验表明:可利用系统调整指标间权重,动态展示人地关系协调可持续发展关系,其分析结果可供有关部门决策参考。     

一种基于复合金字塔模型的三维模型数据组织方法

针对异构三维模型数据的统一组织和集成管理问题,本文以目前主流金字塔模型、三维场景瓦片的数据组织方法和地图服务规范等相关技术为基础,提出了一种基于复合金字塔模型的三维模型数据组织方法。该方法首先构建覆盖测区的地理格网模型,以此作为异构三维模型数据集成的空间框架。其次,建立三维模型数据与地理格网单元的映射关系,从而构建复合金字塔模型,实现异构三维模型数据的统一管理。最后,在数据结构上对现有数据格式进行扩展,设计了一种面向网络传输的数据格式储存三维模型数据,完成异构三维模型数据的一体化存储。试验结果表明,该方法能够实现异构三维模型数据统一组织与集成管理。     

基于Cesium的WebGIS倾斜三维平台的实现

由于传统的二维GIS平台日渐式微,地理信息技术发展的速度越来越快,需要精度更高、表现力更好的三维GIS平台以及相应的解决方案。本文阐述了以Cesium开源前端库为依托,通过倾斜三维模型作为基础数据,实现三维WebGIS平台建设的解决方案,同时通过实例对三维平台的功能进行说明。     

灰关联GM(1,N)模型在建筑物沉降分析中的应用

针对建筑物沉降变形中各监测点相互关联、相互影响的情形,可将灰色系统理论中的GM(1,N)模型引入到建筑物沉降分析中。本文利用灰度关联方法确定相关因子的关联度,建立GM(1,N)模型,并与回归分析、GM(1,1)模型比较。通过工程实例,得出灰关联GM(1,N)模型预测精度明显高于另外两种模型,验证了该模型在进行建筑物沉降分析预测中应用的可行性。