基于GPU的地下管线三维可视化建模研究

地下管线的三维建模与可视化是构建“数字城市”的重要内容,总结现有地下管线实时建模算法的不足,提出一种利用GPU编程实现的地下管线实时三维可视化建模算法。利用现代GPU的可编程特性将管线建模的计算任务全部移植到GPU端完成,CPU端只需传入管径和管线节点坐标,利用GPU提供的几何着色器完成管线模型的顶点坐标计算、管线顶点数据自动生成及管线三角网构建等工作,并通过光照和纹理映射实现管线材质的真实感效果。实验结果表明,该算法克服了现有建模算法的缺陷,能够在保证管线拟合逼真度的基础上完成大规模管网系统三维实时可视化建模的任务。     

插件式三维地下管网管理系统研究与应用

现有地下管网管理系统存在质检数据入库标准不一、三维场景展示效率不足、数据共享度不高、系统功能面向多场景应用不易扩展等缺点。分别从集成管网数据质检引擎、地上地下管网一体化三维场景建模,插件式管网空间分析模型扩展架构、地下管网多源异构数据共享等方面开展关键技术研究,并基于ArcGIS、Skyline平台,使用C#开发语言实现插件式三维地下管网管理系统。以河南省西平县为应用案例,涉及8类管线,管网长度共计1 252.139余千米,管线点数55 374个,构建全县倾斜摄影三维场景模型,总数据大小约为6.8 GB,应用结果显示该系统能够为城市安全管理以及管线突发应急事件提供科学的辅助决策功能。     

基于Google Earth的数字城市快速建模——以扬州科技学院扬子津校区为例

以扬州科技学院扬子津校区为例, 以Google Earth为数据源, 以ArcGIS和天正软件为平台, 针对建筑施工图是否佚失, 分别从两条路径制定数字城市建模方案, 一是利用ArcGIS进行建筑物空间位置控制, 二是在空间控制的基础上或利用ArcGIS建模并在SketchUp软件中对模型进行细化处理, 或是直接将建筑施工图导入GIS平台中, 最终将两类数据在ArcGIS平台加以融合, 从而使三维数字城市建模变得快速, 高效, 极大降低了数字城市建设的成本, 同时还对该成果在城市规划、楼盘营销、数字导航领域中的应用进行了初步探讨.     

自定义特征的图形系统在管网建模上的应用

用自定义特征的方法,介绍了管网建模系统的设计与实现.用基本图元生成特征矢量图标,给出矢量图标生成的过程和属性设置.在管网建模中,介绍了用矢量图标生成管网模型的建模步骤和实例.该系统与工程实际相结合,能够有效地提高管网建模的效率,具有管网建模的通用性和扩展性.整个管网建模系统采用面向对象的程序设计思想进行设计,扩展后可以作为相似行业的管网建模系统使用.     

基于ArcGIS Engine的大平矿库区GIS开发技术研究

针对大平矿水库下煤炭安全开采问题,在GIS理论的基础上,提出基于ArcGIS Engine和Microsoft visual C++2005的高效GIS应用解决方案。基于ArcGIS Engine的应用开发技术,利用库区离散测点空间信息构建库区地理信息数据库,采用高精度的不规则三角网建模方法建立库区地表数字高程模型,开发实现库区三维地表生成与显示、三维空间属性动态查询、库区地表等高线生成、库容与水域面积计算和库区剖面图绘制等强大的三维分析功能,为库区地理信息管理、回采工作面库水威胁程度评价、库水运移模拟和最优协调开采方案编制建立了基础平台,对水库下安全、高产、高效开采具有重要的现实意义。     

基于三维GIS的石化管网模型实现技术研究

对于开发三维GIS石化管网系统来说,管网的三维建模是最重要的基础工作.首先从系统功能、数据结构这两方面探讨了三维GIS石化管网系统的开发需求,然后基于三维建模软件SketchUp和GIS软件Google Earth探讨了石化管网三维建模的实现技术,并提出了基于管网数据和管网节点数据这两种三维建模的实现方法.     

三维视景建模软件在仿真中的应用

MultiGen Creator 是一套功能强大的三维建模工具,Creator主要应用在交互式实时仿真的应用环境中建立逼真的三维模型和地形.在建模的过程中经常会出现图像质量降低和数字地形混乱现象.该文对以上两种现象产生的原因作了比较详细的解释,并提出了解决方法.     

基于ArcGIS Engine和ArcGIS Server的数字管道系统的设计与实现

为提高管道运营管理的效率,促进数字管道的信息共享,在分析了数字管道系统设计思路的基础上,提出数字管道信息远程管理,Web发布、查询分析的框架结构.按功能和职责的不同,将系统划分为两大功能模块:管理维护模块和查询分析模块,分别以ArcGIS Engine和ArcGIS Server作为开发平台进行开发.介绍了ArcGIS Engine和ArcGIS Server的体系结构和开发方法,详细阐述了系统的数据库设计、功能设计和实现方法.应用结果表明,该方案是构建数字管道GIS应用的可行且有效的方案.     

动态舞台数字仿真及控制系统的设计与实现

研究动态舞台控制系统以快速展现舞美设计效果问题,为舞台控制提供依据,搭建三维绘制和控制引擎,建立有关时空架构的动态三维仿真模型,对舞美创意进行全方位、非线性效果呈现,并可输出舞美创意在仿真过程中的状态、位置等数据,进行舞台精准控制.通过对立体数字舞台进行行为建模,系统完成空间分析与计算,实现所见即所得的舞美设计呈现算法,对舞美创意进行高可信度的展示及效果评估.根据立体数字舞台的机械特点,系统实现基于投影分解的视频编辑方法,以并行、多核的快速计算方式实现视频数据的分割重组,生成配合舞台运动的视频文件.工程实践证明,系统能有效提高舞美设计的实用性、可靠性及高效性.     

基于ArcGIS Engine的三维管网设计与实现

目前，基于地理信息系（GIS-Geographic Information System）地下管网系统是应用研究的热点问题，地下管网具有层次复杂的特点，二维GIS已经无法满足其要求，迫切需要地下管网的三维GIS显示，基于此，本文介绍了基于ArcGIS Engine的三维管网设计和实现，阐述了这种方法较之其他方法的优势所在，并对地下管网管理系统的发展进行了展望。     

基于ArcGlobe 的三维数字校园建模与仿真

数字校园是数字城市的缩影,是虚拟校园建设的支撑平台。在综合分析现 有三维数字校园建设的基础上,以山东科技大学青岛校区为例,引入ArcGlobe 软件,讨论 了数字校园建设的数据来源与处理方法、三维校园仿真的技术流程、不同起伏度的地面三维 模型的构建方法、地物景观模型的构建技术等。给出了三维校园仿真的具体实现方法,采用 LOD 和动态纹理匹配技术提高了三维建筑物加载和绘制的速度。论文给出的数字校园仿真 与建模的方法对正在开展的数字校园与数字城市建设具有较强的指导意义。     

基于动捕数据驱动的三维民族舞蹈展示方法

三维模型动画在数字化设计和应用中具有重要意义,受到越来越多研究者关注;但如何通过三维数字化原真再现民族舞蹈表演是极具挑战的问题.本论文通过动捕技术采集舞蹈动作实现舞蹈数字化展示.具体方法是:首先利用动捕设备捕获人体动作数据,然后在Maya中进行人物建模、骨骼绑定、蒙皮和权重调节,再通过MotionBuilder将3D模型与动捕数据结合,最终完成了现实舞蹈动作的虚拟人展演.论文构建了一个面向民族舞蹈展演的虚拟场景,并以13个民族的舞蹈为数字化内容,推广动捕驱动的舞蹈展演方法的应用.     

基于GIS的水电工程施工导流三维动态可视化

为直观逼真地描述水电工程施工导流各环节之间复杂的动态时空逻辑关系，提出基于GIS的施工导流三维动态可视化方法，构造了施工导流三维动态数字,并在此基础上实现了模型的动态显示、交互操作、空间分析以及施工导流全过程可视化仿真等功能，从而为水电工程施工组织设计与宏观决策提供了一个科学有效的可视化分析手段。最后给出一个工程应用实例，表明文中方法具有较好的实用性。     

施工总布置三维可视化数字模型研究

为直观准确地描述施工总布置中各施工环节之间复杂的变化时空关系，以水利水电工程为基础，借助GIS特有的空间数据组织结构和可视化表达功能，构造了施工总布置三维可视化数字模型，其中包括施工场地地表三维数字模型(DTM)和施工总布置建筑物实体三维数字模型，并根据需要对地形数字模型进行了填挖处理。在此模型基础上实现了施工过程的三维动态演示、三维场景沿河流巡航、施工总布置可视化信息查询和局部观察。工程实际中的应用表明该模型可为工程施工组织设计提供一个科学有效的可视化分析和辅助决策手段。     

基于X3D技术的数字城市交互研究

在互联网上采用基于X3D的动态交互技术,是当前虚拟现实领域发展的核心,在城市数字化过程中具有巨大的实用价值。通过虚拟平台,用户可以看到直观形象的场景,并通过交互行为参与其中。本文提出一套城市景观设计和关键技术的应用方案,以X3D为基础,利用ArcGIS和Sketchup建立城市建筑和地面模型,并且通过Java3D和Weblogic构建的网络平台,同时兼顾模型的真实感、显示速度和跨平台特性,为后期的数字城市提供服务。     

三维城市道路仿真模型构建

通过对现有城市道路模型的分析,提出了使用ArcGIS软件构建三维城市道路仿真模型。构造了道路几何网络模块、交通检测模块和控制管理设施模块的二维和三维模型。重点介绍了交叉口节点的二维模型建立,以及基于数字高程图得到城市道路的三维模型。最后将该模型应用于微观交通仿真系统中,可以为仿真系统中其它仿真模型提供空间参照、几何模型和逻辑模型,为各类交通行为数学模型提供存储空间和作用空间,为各种程序算法提供调度接口。与其它道路模型比,该模型能更准确、细致地反映道路网的拓扑关系和道路几何条件,从而为交通仿真模型真实地反映路网交通状态奠定了基础。     

三维轻量化模型在制造工艺上的应用

由于工艺数据比设计数据更加庞大,同时在产品设计过程使用众多的三维设计软件,工艺如何和三维CAD进行集成,工艺如何基于三维CAD进行加工工艺设计和装配工艺设计,如何利用三维模型的信息完整、可视的独特优势提高工艺编制的质量和效率,并实现产品模型信息的统一,对于数字化制造具有重要意义。文中重点描述使用三维轻量化技术实现工艺设计的原则和应用场景。     

基于足部数字化模型的拇外翻矫形器定制设计

为了提高矫形器快速定制的精准性与匹配性,建立了一种基于足部数字化模型的 拇外翻矫形器定制设计与评价模型以及具体方法流程。利用人机工程学用户需求三维分类与访 谈法获取拇外翻患者用户需求,通过层次分析法确立用户需求优先度;利用 TRIZ 冲突解决理 论获取矫形器创新设计方向;借助 3D 扫描技术得到足部点云模型,通过三阶段式数据处理与 偏差分析确保足部数字化模型的精准性。构建基于足部数字化模型的拇外翻矫形器基础模型, 并结合创新设计方向产生矫形器设计方案;通过偏差平均值与标准差评价设计方案匹配度,结 合方案可视化评价,确保最终设计方案的精准性。最后,通过拇外翻矫形器定制设计实例论证 了所建立模型与具体方法流程的可行性。     

三维可视化盆地数字模型系统的设计

介绍了在GIS和OpenGL环境下设计的三维盆地数字模型系统的设计目标、主要数据和基本功能，给出了部分系统输出的三维构造结果图件。该数字模型和可视化系统为盆地构造和油气分析提供了一种更直观的分析、判别手段，分析人员可根据三维空间多源信息的叠加挖掘出隐含的构造、石油方面的信息，判断已有模型数据的一致性和合理性。     

基于WebGIS的甬沪宁数字管道系统设计与实现

介绍了WebGIS开发平台ArcGIS Server的体系结构和开发模式;分析了基于WebGIS的甬沪宁数字管道系统的设计思路;提出数字管道信息WEB发布、管理、查询分析的框架结构;介绍了系统的数据库设计、功能设计,并完成了设计开发。