采煤塌陷区地形渲染研究

随着煤炭的大量开采,塌陷区逐渐增多,严重地破坏了矿区生态结构,影响了矿区及周边地区人们的生活。因此良好的塌陷区漫游系统成为了治理这些危害的关键。三维地形是可视化系统及虚拟仿真的基本组成部分,也是此次项目至关重要的一部分。针对当前三维地形及其渲染技术的研究现状,该文结合常用图形接口OPENGL,在VC++6.0平台下,运用GIS技术和采煤塌陷区地形数据,对LOD技术和ROAM算法进行研究,更好地实现塌陷区漫游效果。     

基于OSG的水利工程三维可视化系统研究与应用

结合虚拟现实技术在水利工程三维可视化系统中的应用,通过对流域地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,以等高线数据为基础,使用VPB及ArcGIS构建地形模型,采用VC＋＋结合OSG的可视化开发环境建立了水利工程可视化模拟系统,实现了三维场景漫游、空间信息查询、洪水演进模拟等功能。该系统能在PC机上流畅地运行,图形的生成速度和质量较高。     

大规模地形漫游系统关键技术的研究

针对海量的地形和纹理数据,设计合理的场景数据存储和有效的动态调度策略是大规模地形漫游系统的关键技术,该文对此进行总结和研究。结合清江漫游系统项目,通过对地形和纹理数据采用分块存储,使用动态调度策略,并引入多线程技术,实现绘制线程和数据调度线程的并行化,实现了大规模三维地形漫游系统显示的平滑和连续。     

三维虚拟漫游技术的研究

三维虚拟现实漫游技术目前是国内外的研究热点之一.主要研究和探讨了利用五点定位LOD四又树组织和管理大规模地形数据,并以井地算法实现大规模地形实时渲染,能有效地提升三维场景的渲染速度.提出了一种基于场景投影图矩阵的自动漫游路径生成的钢丝算法,该算法适用于各种复杂的三维虚拟场景并能生成光滑的自动漫游路径.     

基于OpenGL的虚拟地形漫游

地形漫游在三维游戏和虚拟现实中应用非常广泛,涉及战场模拟的三维游戏、虚拟现实系统和虚拟林业都需要进行地形漫游.该文介绍了OpenGL工作原理,三维真实感地形相关知识,以及对三维真实感地形进行漫游的具体实现.     

基于真实地景的三维飞行再现系统的设计与实现

介绍了创建一个基于真实地景的三维飞行再现系统的方法和过程。阐述了大面积三维地形的生成和管理技术，包括地理数据格式的转化方法、地形数据的分割和LOD技术，并引入了事件驱动机制。利用上述技术和方法实现了一个三维飞行再现系统，实验结果表明，该系统具有场景逼真、漫游流畅、显示信息丰富等特点。     

基于OpenGL的飞机虚拟场景漫游系统的实现

运用图形程序库（OpenGL）与Visual C＋＋6．0相结合，对地形和飞机进行三维可视化仿真建模，采用光照、雾化和纹理融合等特效开发了飞机虚拟场景漫游系统。该系统通过导入不同的DEM数据实时生成不同的三维场景，以实现飞机空中多自由度运动；通过加入碰撞检测技术，给出了一种实用的碰撞检测算法，增强系统的真实感和用户的沉浸感。     

LOD技术原理及其在三维地形可视化中的应用

层次细节技术(Levels of Detail,简称LOD)是三维地形场景快速绘制的研究重点,它有效地提高了地形模型实时漫游的速率.介绍并总结了LOD的算法原理及其在三维地形可视化方面的应用,使读者更加清晰、深入地了解LOD技术.     

基于OpenGL虚拟田园漫游系统的设计与实现

为了实现田园的三维漫游,系统采用3DSMax进行三维建模,基于Vc＋＋开发语言和OpenGL图形库对虚拟田园交互漫游系统进行了设计。论文讨论了地形、天空体、植物等的建模与显示,通过读取3DSMax制作的3DS模型重构了田园和漫游用车辆模型,使用键盘控制车辆任意方向的浏览和视点变换,同时为了增强系统的真实感,增加了车辆碰撞检测功能。此设计方法简单方便,通用性好,虚拟环境具有较好的沉浸感,逼真的再现了实际田园场景;系统交互性能良好,可实现车辆遇障的自动判断并作出相应的反应。     

基于分形几何的地形仿真及其漫游

简要介绍了分形几何理论,详细探讨了利用改进的D iam ond Square算法来生成三维分形地形的数学模型及其三维地形中的漫游技术。并在此基础上实现了分形地形的仿真和漫游。实验结果说明,该方法是一种简单、有效的地形生成方法。     

Combining differential SAR interferometry and the probability integral method for three-dimensional deformation monitoring of mining areas

With the exploitation of coal resources, ground surface subsidence continues to occur in mining areas, destroying the ecological environment and significantly affecting the daily productivity and life of humans. The differential synthetic aperture radar interferometry (D-InSAR) technique is widely used to monitor ground surface deformation because of its unique advantages such as high accuracy and wide coverage. However, conventional D-InSAR technology provides only one-dimensional (1D) displacement monitoring along the radar line of sight (LOS). This article proposes a method based on an analysis of the mining subsidence law for true three-dimensional (3D) displacement monitoring by combining D-InSAR and a subsidence prediction model based on the probability integral method. In this approach, 1D displacement, obtained using D-InSAR, is then combined with the prediction model to obtain the 3D displacement of ground surface target points. Here, 3D displacement curves were obtained for the Fengfeng mining area (China) using RadarSat-2 images obtained on 9 January and 2 February 2011. True ground surface displacement was measured simultaneously by levelling when the 152under31 s working face was being exploited in Jiulong mine. Vertical displacement and inclined deformation calculated using the proposed method were compared with levelling survey data and the results showed average differences of 3.2 mm and 0.1 mm m^?1, respectively; the calculated maximum displacement in the east–west and south–north directions were 106 and 73 mm, respectively. The spatial distribution of the displacements was in accordance with the mining subsidence law. Thus, the new method can retrieve highly accurate 3D displacements caused by mining subsidence.     

基于D-InSAR技术的唐山万达广场地区沉降监测及其安全性评价

唐山市万达广场南边为煤矿区,由于开采引起的地面沉降,直接影响到城市建筑物的安全,因此,采用D-InSAR形变监测手段获取煤矿区及周边地区的沉降时空分布特征显得尤为重要。收集了2004年～2008年唐山市万达广场及周边地区的3景ENVISAT ASAR数据,使用合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术来研究地面沉降对万达广场建设及周边地区的影响,获得了两期地面沉降结果,并将结果结合GIS技术对广场的建设进行安全性分析。实验结果表明:唐山煤矿地下开采引起的地面沉降从2004年开始没有再向万达广场的方向扩展,所以不会影响万达广场的建设,从而保证了广场的顺利建设和周边地区安全、有序的发展,也进一步验证了D-InSAR技术在煤矿区地面沉降监测中应用的可行性。     

开采厚度对沿空掘巷围岩稳定性的影响分析

目前大多煤矿根据平均开采厚度来确定煤柱宽度,进而指导沿空掘巷,然而煤层在形成过程中受各种因素影响,存在同一煤层厚度变化较大的情况。针对综放工作面煤层开采厚度变化大,导致沿空掘巷围岩变形差异大及破坏机理复杂等问题,采用FLAC 3D软件建立巷道模型,分析平均开采厚度下的围岩变形和破坏规律,并确定合理的煤柱宽度:平均开采厚度为18 m时,在实体煤帮侧,煤体内支承压力峰值与煤柱宽度呈正相关,且煤柱宽度大于8 m后,支承压力增长幅度变缓,因此合理的煤柱宽度应为8 m。在煤柱宽度确定的情况下,研究开采厚度对沿空掘巷围岩稳定性的影响,结果表明:煤柱宽度为8 m时,随着开采厚度的增加,顶板剪破坏面积增大,覆岩变形范围与顶板下沉量增大,但两帮剪破坏面积和两帮移近量减小;当煤层开采厚度小于18 m时,煤柱内支承压力峰值与煤层开采厚度呈负相关;当煤层开采厚度大于18 m时,煤柱内支承压力峰值与煤层开采厚度呈正相关,但增长幅度较小。根据数值模拟结果得出结论:开采厚度的增大对沿空巷道两帮的围岩控制有一定益处,但对顶板维护不利,对开采厚度较大的部位应及时补加锚杆进行强化支护。现场实际应用验证了本文研究的可靠性和有效性。     

基于GPU的真实感地形绘制

如何高效地处理与显示大规模地形数据目前仍是一个挑战,在分析了大规模地形建模与可视化中存在的主要问题后,充分利用GPU的强大功能,在GPU上进行可见性剔除,实现了CPU与GPU的并行处理。同时充分利用GPU的渲染功能,提高可视化的真实感和实时漫游的速率,实现了大规模三维地形的实时漫游。     

“女书”碑林园虚拟漫游系统的实现

为了保护少数民族文化遗产,利用MultilGen Creator和MultilGen Vega仿真软件实现了一个少数民族文字“女书”的虚拟碑林园,给出了场景规划及三维建模的实施过程,同时通过VC＋＋6．0编程,结合MultiGen Vega仿真软件的函数调用,设计了“女书”碑林园的自定义路径漫游模式。实验结果表明,灵活的漫游路径丰富了用户漫游的体验,增强了视景仿真系统的真实感。     

Dynamic monitoring of land subsidence in mining area from multi-source remote-sensing data – a case study at Yanzhou,China

Energy consumption in China is currently based on coal, but the exploitation of coal resources is accompanied by serious threats to the environment. In order to balance mine exploitation, land resource protection and land reclamation, there is an opportunity for monitoring land subsidence in mining area. This article examines a case study of Yanzhou mining area (YZMA) and proposes a new method for dynamic monitoring of land subsidence, which is a hybrid approach using a combination of multi-scale edge detection, relational model establishment and digital elevation model (DEM) difference analysis. A wavelet transform is used to extract the edges of water and marsh, which are buffered with the model to achieve the acquisition of the subsidence edge. DEM difference analysis is finally used to modify the results. The results indicate that this hybrid method improves subsidence monitoring performance by ±0.02 km² of the area accuracy. This method can be viewed as an effective approach to monitor a wide range of land subsidence in plain mining areas of China.     

基于ArcObjects的网络三维地形场景生成

由于网络三维地理信息系统中三维地形的生成比较复杂，目前的生成方法大多存在显示质量差、生成速度慢等方面的问题。为解决这些问题，利用ESRI公司的地理信息系统软件Arc/Info8.3提供的开发对象接口AO（ArcObjects）生成三维地形。使用网络三维建模语言VRML（Virtual Reality Modeling Language）设计地形图的接口、添加交互传感器，结合Java编程技术对其进行控制。并以此建立了扎龙湿地三维洪水管理系统，实现了三维飞行漫游、三维洪水表面分析、洪水动态模拟等功能。对湿地的调洪蓄水提供决策上的支持，使洪水资源得到合理利用。     

一种基于四叉树结构的动态多分辨率地形模型

结合油田可视化项目,文章根据三维地形可视化中利用四叉树存储DEM数据的方法,提出了一种与视点相关的动态多分辨率地理模型的构造算法,主要讨论了该模型的多分辨率地形表示机制以及动态地形简化方法和评价函数等问题,试验结果表明,文中的算法达到了预期目的,能应用于地形场景的三维可视化和漫游。     

矿山采空区地面塌陷危险性预测

根据收集的矿山数据资料,运用三角函数分析法确定了采空区地面塌陷的影响范围;选取顶板岩性、松散层厚度、开采深度、地形坡度、水文地质条件、采动程度6个因素作为地面塌陷危险性预测的参评子因素,建立了地面塌陷危险性评判模型及评判指标;运用层次分析法量化各评判指标得到综合分析评判指数,将矿区地面塌陷划分为危险区、较危险区和稳定区三级。