三维城市模型CityGML初探

研究了三维城市模型数据数据交换格式CityGML,阐述了CityGML三维城市建模的基本概念,重点介绍其数字地形模型和建筑物模型.CityGML基于GML3开发,提供了描述三维城市对象的公共信息模型,涵盖了几何、拓扑、语义等方面.在CityGML中,对象的空间属性和语义属性通过5个连续的细节层次进行组织.     

基于cityGML的桥梁三维建模技术

cityGML是三维城市建模的通用模型,是一种三维数据存储与转换的标准格式。cityGML能够解决普通桥梁三维建模中数据格式不统一所导致的数据无法共用,数据冗余占用存储空间等问题,并在需要时可以向其他格式转化作进一步应用。本文以一个模拟桥梁为例,按照cityGML标准对桥梁进行三维建模,采用实测桥梁数据生成dwg格式文件并向cityGML格式进行转换的方法。之后介绍cityGML通用桥梁模型向其他格式进行转换,验证其通用模型向多格式模型转化的简便性与可能性。     

基于STEP标准的三维模型数据长期存档系统

本文通过研究STEP标准,提出了一种适用于航天领域的三维长期存档数据标准格式。研究并开发了能够将原始三维CAD模型转换为长期存档格式的数据转换工具,同时利用模型比对技术,对转换后的模型数据进行检查以保证其正确性。从而形成了一个自主可控的适合国内航天数字化研发的数据存档标准体系和系统。     

基于OpenGIS CityGML的外观模型探讨

根据当前三维城市GIS中的虚拟城市模型中存在的不足提出了CityGML的外观模型,它是虚拟3D城市模型中除去语义和几何特性之外的重要特性,探讨分析了外观模型中外观与要素和几何关系,与外观模型相关的表面数据的作用以及材质、纹理和纹理映射的使用,研究了纹理坐标、纹理包装模型、纹理映射函数及其转换矩阵,同时给出了外观模型的具体应用实例。     

BIM与GIS数据集成:IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术

近年来,建筑信息模型(BIM)与地理信息系统(GIS)的集成应用越来越广泛且深入,不同专业领域通过简单模型转换实现信息交互的方法由于只保留了少量的语义信息从而导致了应用的分散和独立,局限性十分明显。IFC和CityGML分别为BIM和GIS领域内通用的数据模型标准,两者之间的几何和语义信息共享将为BIM和GIS的集成奠定基础。本文基于IFC和CityGML标准,提出IFC几何要素过滤方法以及IFC到CityGML的语义映射规则,为IFC与CityGML建筑模型的几何、语义信息互操作提供一种通用手段,并通过实例进行了验证。     

基于Geomagic Studio的石窟寺三维数字化重建

通过信息技术建立石窟寺三维数字模型可以为修复和保护石窟寺提供数据支持。常规的三维建模技术用于重建结构简单的建筑物尚可,但对结构复杂的石窟寺往往效果不佳。为解决这一工程难题,文章提出一种基于Geomagic Studio的石窟寺三维数字化重建技术,即先在Geomagic Studio中对点云数据进行预处理,创建NURBS曲面,然后经由Rhinoceros软件转换格式,最后在Revit中为石窟寺模型添加属性信息。此方法首先实现了直接基于点云数据生成带有构件各相关信息的BIM模型,建模的精度和效率大大提高。其次,将带有裂隙面积的红外二维热成像图与三维点云模型进行融合,可更加直观准确地指导施工修缮。文章以石窟寺某洞窟为例,说明该技术的可行性和有效性。     

基于开源Cesium的三维WebGIS场景实现

本文基于开源的Cesium三维地图引擎库,以厦门市为研究区域,利用高德地图爬取的城市三维建筑轮廓数据和无人机获取的倾斜摄影数据,采用三维矢量、无人机倾斜摄影两种空间数据的场景构建方法。实验结果表明,采用开源Cesium框架和3D Tiles数据格式可快速构建城市大尺度范围的三维场景。此外,鉴于当前主流浏览器可广泛支持WebGL,采用Cesium框架无须安装专门的浏览器插件,提高了用户体验度。该技术可为相关WebGIS三维展示应用提供技术参考。     

CAD数据向GIS数据转换方法的研究

实现高效地将各类数字地形图数据转换为符合GIS要求的数据,是建立地理信息数据库不可或缺的前提条件。本文介绍了实现CAD数据向GIS数据快速转换的意义和目的,探讨转换过程的技术思路,着重介绍了从Auto-CAD的DWG格式数据直接输出MIF格式数据,并最终形成TAB格式GIS数据的转换流程以及在此过程中遇到的关键问题和解决方法。     

一种BIM模型与3D GIS场景动态可视化接边方法

三维GIS场景与BIM数据的集成融合是地理信息与建设工程技术交叉的重要内容,大量文献讨论了两者的格式与语义转换,而较少讨论转换后的模型接边问题.传统接边需要借助建模软件,通过数据编辑实现两者的快速接边,这带来编辑工作量大,同时GIS数据因接边裁切导致破碎,使得数据难以统一管理等问题.本文通过BIM模型边界自动提取,利用渲染至纹理、纹理投影映射以及GPU编程方法,实现BIM模型与GIS场景的实时动态可视化接边,为城市规划、建设工程中两者数据融合提供便捷、快速的解决方案.     

大型建筑多测站点云数据配准研究

地面三维激光扫描仪是一种新的空间数据采集设备,在实际应用中,常需要将多测站点云数据或其构成的模型数据转换到地面测量坐标中;无协作目标电子全站仪无需安置棱镜和反射片作为反射目标即能测定待定点的空间位置[1]。通过在扫描对象周围布设控制点,利用高精度无协作目标全站仪与地面三维激光扫描仪采集、拟合布设在研究对象上的靶标靶心坐标,根据摄影测量原理,利用同名点对,解算旋转参数和平移参数,实现扫描仪坐标系下的点云数据到地面测量坐标系的转换。点云数据靶心坐标的精确提取与全站仪靶心坐标的精确测量是实现坐标转换良好效果的基础。     

复杂岩质高边坡三维地质建模及虚拟现实可视化

结合复杂岩质高边坡工程三维地质建模和可视化需要,通过综合分析国内外在计算机图形学领域对描述空间拓扑关系的常用三维数据结构,提出基于半边B-Rep和裁减NURBS数据结构的边坡三维地质建模方法,实现具有复杂地质条件和基础洞室群的边坡工程三维模型拓扑关系的快速、准确建立,为边坡工程三维地质可视化提供高质量的几何数据和拓扑关系信息。分析计算机可视化技术的发展趋势和虚拟现实技术的特点,论证应用桌面级虚拟现实技术的X3D规范,实现边坡工程地质可视化的可行性。鉴于X3D灵活的场景交互和对复杂NURBS几何造型的支持,实现基于X3D的边坡工程虚拟现实场景的实时动态可视化、虚拟现实场景对象的可视化交互式查询。以锦屏一级水电站左岸边坡工程为例,给出三维地质虚拟现实可视化在边坡开挖进度模拟和地质超前预报、边坡地质条件可视化查询、边坡安全监测断面地质条件解析、边坡安全监测系统可视化查询和综合分析等方面的应用,为三维地质虚拟现实可视化方法在其他工程领域的应用拓展提供参考。     

城市三维基础地理信息系统设计与实现——徐州市三维基础地理信息系统建设

三维地理信息系统的建立,是当前地理信息系统技术研究的热点之一.本文以徐州市的三维基础地理信息系统建设为例,较为详细地介绍了基于数字摄影测量技术的高精度、低成本、周期短的海量城市精细三维模型生产方法及可视化能力强大、分析效率高、扩展性能强的三维地理信息平台.讨论了三维基础地理信息系统在城市规划管理中的应用.     

SPOT! Fetch Light: Interactive navigable 3D visualization of direct sunlight

SPOT is a 3D environment for direct sunlight visualization. Implemented in Java 3D, SPOT features two distinct and complementary components: Time Projection and Navigable Animation for virtual interaction. SPOT supports multi-dimensional data visualization including sun angle variations with diurnal and annual cycles in three-dimensional space. In SPOT, users can sketch on any surface in the 3D environment to indicate the area for simulation. SPOT then generates a spatial distribution representation of the illuminance level on a selected surface over time, rendered with colors of varied gradients. SPOT also enables designers to visualize the temporal information of light distribution over time for a given point. For each point clicked on the 3D model, SPOT generates a calendar diagram where the X and Y axes represent the months of the year and the time of the day. The color of each cell of the calendar is the result of the calculation of the light amount reaching the selected point.     

三维边坡稳定性极限平衡分析系统软件SLOPE3D的设计及应用

为了拓展三维极限平衡法在实际工程中的广泛应用，边坡稳定性分析可视化系统软件SLOPE^3D被研制和发展。它由前处理、极限平衡分析求解器和后处理3部分组成，前处理核心是构造三维边坡地质模型，后处理主要是计算结果分析和可视化图形显示。该系统将边坡工程地质信息三维可视化技术和稳定性分析有机地结合起来，由于其良好的用户界面和高质量的三维图形显示能力，使人们能够容易地将其应用到实际边坡工程问题中。     

BIM在上海地区岩土工程勘察中的应用

近年来,建筑信息模型(Building Information Modeling,以下简称"BIM")技术逐渐成为建筑三维建模和可视化主要的信息技术,如何将其应用到勘察工程,实现勘察成果可视化,是当前岩土工程研究的热点.为了将BIM技术应用到实际勘察工程,结合上海地区岩土工程勘察实例,利用克里金插值法对采集数据进行插值...     

基于AutoCAD和3DMax的建筑物三维建模

城市三维可视化表达与应用已经成为＂数字城市＂建设中的重要内容,建筑物的三维模型重建对数字城市的建设具有重要意义。本文以某大楼为例,用全站仪进行特征数据采集,在AutoCAD中构建高精度线框模型,结合3DMax的高效模型创建功能,对其进行三维模型重建,而且所建模型都具有真实的三维坐标。结果表明此方法能够满足建筑物的精度要求,有助于数字城市的建设。     

边坡工程中监测数据场三维云图实时动态可视化方法

实现监测物理量空间数据场的三维实时动态可视化表达,是边坡工程安全监测三维可视化在线分析的关键。空间数据场三维可视化最直观的表达形式是三维云图,其绘制方法包括面绘制和体绘制,而体绘制方法是实现三维数据场实时动态云图绘制的首选方法。鉴于X3D灵活的场景交互和丰富的三维几何造型节点,通过生成用于监测数据场三维云图显示的几何载体TEN模型,在提取监测点坐标并形成监测数据场的基础上,应用空间插值算法得到TEN网格节点的监测物理量数值,并按照特定颜色表映射到网格节点的颜色域值,提出基于X3D技术的空间数据场三维云图体绘制方法。以某水电站坝肩边坡和某水电站谷肩堆积体为例,应用该方法实现边坡和堆积体监测数据场三维分布云图的实时动态可视化显示,直观地揭示监测对象的变形趋势和可能的变形破坏模式,为该方法在水利水电和岩土工程的边坡及地下工程安全监测领域的应用提供参考。     

复杂岩质高边坡工程安全监测三维可视化分析

应用自主研发的岩石边坡工程安全监测三维可视化分析系统(SlopeMoni3D),以锦屏一级水电站左岸高边坡工程为例,建立安全监测分布式分析平台,对边坡安全监测系统与赋存地质条件进行虚拟现实可视化分析。以三维云图的可视化形式对安全监测获得的左岸边坡开挖区域浅表、深部变形发展趋势及锚索测力计锚固力在相同时段变化量的空间分布进行综合分析,完成边坡整体稳定性和变形趋势的分析评估。分析结果表明:(1)以虚拟现实可视化方式解析复杂岩质边坡工程区域地质条件,可直观表达各监测项目测点布置与地质结构的相互关系,便于监测成果与地质条件和施工信息的综合分析;(2)借助三维可视化分析平台所提供的监测数据管理和监测数据场三维云图绘制等功能,可直观比较相同监测时间段不同监测项目所获得监测物理量的三维云图分布,便于从地质、施工等方面综合分析边坡各区域的变形趋势和稳定状态。     

基于GIS的太原市活断层三维建模

针对目前三维地质建模技术不能真实反映实际地层与复杂结构面相互交切关系的综合三维特征信息,本文提出了一种在ArcGIS环境下了利用浅层地震探测资料构建三维地层和断层模型的新方法,该方法通过对浅层地震探测深度剖面进行"微分",设计构建了三维地质模型的算法,利用AOVBA开发方式进行了程序的开发,对太原市活断层探测区域第四纪地层剖面和断层断面进行了三维地质可视化建模。