大范围地形及城市三维快速建模与漫游

大范围地形及城市三维建模,不仅包括地表高程网格构建,还包括场景中各种地物如河流、建筑物、湖泊、森林等的建模,所需的数据量比较大,涉及到的数据种类和格式较多。用传统的方法实现整个大范围城市场景的三维浏览功能时,建模的工作量很大,一般无法实现快速建模。介绍了Terra Vista在地形建模方面的强大特性以及OSG开源图形库在三维渲染方面的独特品质,结合一个城市大范围地形三维漫游系统,具体说明了如何准备数据并利用Terra Vista的强大地形建模能力,以及OSG的三渲染功能实现大范围城市三维系统的快速建模及流畅漫游。     

泄洪雾化的粒子系统模拟及三维可视化

本文在泄洪雾化水流基本运动模式控制下，提出了基于粒子系统的泄流运动及雾化降雨的三维模拟与可视化方法，并且基于地理信息系统(GIS)技术建立了坝区地形及建筑物数字模型，实现了泄流水舌挑射运动、沿程掺气扩散、跌水碰溅以及雾化降雨场景的逼真模拟，为工程人员提供了一个可视化的设计与决策环境，并可为进一步研究“虚拟泄洪”提供理论基础。     

面板堆石坝三维可视化仿真系统研究

为了逼真模拟某抽水蓄能电站上水库面板堆石坝施工过程,提高信息管理效率,研发了面板堆石坝三维可视化仿真系统.首先,对面板堆石坝可视化模拟机制方法、可视化建模方法、渲染技术以及交互技术进行研究;其次,在确定系统开发的目标和原则基础上,完成系统功能、架构、开发环境的设计工作;最后,开发实现面板堆石坝三维可视化系统.结果表明,...     

基于skyline的渭河下游洪水演进三维可视化系统研究

本文以二维洪水演进模拟研究提供的水文数据和三维场景数据为基础,以skyline为开发平台,进行组件式开发,采用了B／S网络体系结构,将水文栅格数据和场景数据集成到可视化系统中,构建了渭河下游洪水演进三维可视化系统,模拟了渭河下游典型洪水的三维动态演进过程,再现了洪水淹没场景,实现了实时汛期查询分析,为防汛管理提供了决策支持。     

可视化技术在土石方平衡系统中的应用与研究

介绍了如何在水布垭面板堆石坝土石方平衡系统中实现三维地形、施工方案、施工进度、施工过程可视化的技术;提出了利用真实场景实时绘制技术、实时建模技术和网络通信实现施工方案、施工过程等的可视化设计思想.在PC机上利用Performer和OpenGL编程开发了可视化子系统.该子系统真实地再现了三维坝区景观,并能按多种方式进行漫游,实现了坝体填筑、料场开挖的工程进度的查询和施工方案、施工过程的动态仿真,有助于工程设计与决策人员全面、准确地掌握施工状况,促进大型水电站工程的施工管理.     

基于二叉树双队列驱动的PLSM地形场景建模

在大区域的地形三维可视化中,基于二叉树的三角形结点建模技术能够很好地支持LOD(Level of Detail)技术,双队列驱动为这种结构的模型提供了高效实时漫游的渲染机制,而PLSM技术对大区域地形场景为整个模型提供了可行的调度策略.将这3种技术结合起来,能够有效地实现对海量地形数据的分页分片调度,实时高效动态建模,是进行全球地形三维可视化的一个非常好的解决方案.结合ROAM的二叉树动态建模方法,通过对PLSM的改进与整合,有效地实现了对超大区域地形场景建模与逼真渲染,高效地实现了对地形场景的实时漫游与交互.     

基于Cesium的水陆融合三维场景构建研究

为解决水利GIS系统中水下场景显示不够直观的问题，以及实现水陆融合三维展示，提出基于Ceisum的水陆融合三维场景构建方法。水下三维场景通过水下数字高程模型进行构建及渲染，陆上三维场景采用经过纹理压缩及顶层重建的三维实景模型，同时对两者进行边界高程修正，最终在Cesium平台中融合展示。结果显示，生成的三维场景实现了水陆无缝融合，浏览顺畅。研究成果丰富了水利GIS系统的三维场景展示方式，可为水利部门运维提供技术支持。     

淮阴竹络坝灌区三维虚拟地理场景构建关键技术研究

针对灌区三维虚拟场景构建的多源异构数据,提出了支持灌区水工建筑物三维模型(BIM)与三维虚拟地理场景模型(3D GIS)构建数据采集总体技术路线与技术方法;从宏观尺度灌区地理场景与微观尺度水利设施内部场景可视化2个方面研究了三维虚拟地理场景构建方法;对涉及的基于Cesium的地理场景高效渲染、三维地形模型与水利工程模型无缝融合、水系线性要素空间建模、闸口等点状物建模、水文要素的动态渲染、多尺度模型加载关键技术问题提出了解决方案.根据淮阴竹络坝灌区的特点,采用了"GIS+BIM"融合模式构建了灌区三维虚拟地理场景,为数字灌区建设奠定了基础.     

混凝土坝施工过程仿真可视化系统研究

大型混凝土坝浇筑是一项复杂的系统工程,计算机仿真可为工程设计管理人员提供大量的数据信息,如何根据这些信息逼真地演示浇筑过程并提供实时查询是优化仿真系统的关键。采用近几年流行的开源图形引擎OGRE开发了一套可视化系统,创建了三维可视化与数值仿真的集成模型,使施工方案改变时可视化系统能够同步更新而不需要重新建模;采用粒子系统模拟场景特效可提高可视化系统的真实感;基于OGRE框架改进的漫游功能使虚拟场景交互更友好。工程实践表明,系统能直观呈现各建筑物部位的时空状态和逻辑关系,可为优化施工组织设计提供有力的分析工具。     

基于虚拟现实的水质预警

针对传统水质监测与预警的局限性,提出采用虚拟现实技术进行水质预警可视化研究,构建模拟真实场景三维可视化模型与水质预警数据库,并将可视化模块与预警模块结合起来直观准确地反映实时水体水质状况;把虚拟现实技术应用到某人工湖水质预警系统的构建中,实现水质预警的可视化。结果表明,该方法可实现水质信息的实时交互,为工程管理提供决策支持,为大中型水库的水质监测与预警提供更直观、有效的途径。     

基于Unity3D的重力坝仿真系统开发研究

虚拟技术在工程建设领域有着广泛的应用。研究基于Unity3D虚拟现实技术在重力坝仿真系统开发中的开发技术流程及具体处理方法,开发出场景逼真、不受观测角限制、控制灵活、可实时交互的重力坝仿真系统。     

碾压混凝土坝浇筑进度三维仿真

随着虚拟现实技术的发展,三维仿真作为一种全新角度的管理方法和技术手段在工程进度管理中起到越来越重要的作用。本文讨论了基于OSG图形引擎和QT应用程序开发框架的大坝浇筑仿真系统的开发方法。该系统并可根据施工的高程数据来生成相应的浇筑情况。基于上述方法设计实现了一个碾压混凝土坝浇筑过程三维仿真系统。     

基于Unity3D的水库大坝巡视检查培训系统

针对水库大坝巡视检查网络培训需求,研究严肃游戏,提出水库大坝巡视检查培训系统架构,探讨大坝BIM建模、巡检点和缺陷三维建模、水库枢纽场景仿真等关键技术,分析水库大坝巡视检查要求、方法、设备、内容,研发了基于Unity3D的水库大坝巡视检查培训系统。水库大坝巡视检查培训系统由数据层、模型层和应用层组成,具有巡视检查知识、巡视检查训练、巡视检查考核和系统管理等功能。水库大坝巡视检查培训系统解决了传统培训方式中覆盖面窄、成本高、时间长等问题,可用于水库管理人员的培训,特别是没有监测设施或监测设施损坏的中小型水库管理人员的培训,促进水库大坝巡视检查工作规范化,提高水库管理人员巡视检查能力,保障水库大坝安全运行。     

基于虚拟现实的淤地坝溃决模拟

淤地坝溃决模拟对防洪减灾具有重要的现实意义。以延安市湫沟淤地坝为例,针对无地形资料的小范围流域,利用无人机扫描技术获得淤地坝实地情形,并利用3ds Max等虚拟现实软件对淤地坝溃决进行仿真研究。实现了三维虚拟环境中溃口形成过程、水流运动过程的仿真模拟,并给出了洪水淹没范围及体积。为淤地坝的应急管理、防灾减灾提供了必要的科学参考依据。     

长距离调水工程虚拟仿真系统开发研究

论述了长距离调水工程虚拟仿真的意义和作用.针对长距离调水工程的特点,提出其虚拟仿真系统开发的重点及技术难点.结合引渤济锡长距离调水工程,阐述了大规模地形模型生成、大地形调度管理与实时渲染、实时交互与信息管理等关键技术的实现方法.该系统实现了场景漫游、空间定位、平面导航和实时信息查询等功能,为工程的规划、建设和管理提供了辅助平台.     

3DGIS支持下的洪水风险三维动态推演

为提升MIKE FLOOD模型洪水风险展示中淹没区域细节的认知,动态反映发生溃口等险情时的洪水扩散过程,总结了洪水风险的现有表达手段,研究了洪水过程在3DGIS场景中的融合和表达方法,形成了一套可用于洪水风险三维动态推演的程序框架。以雄安新区内的主要河流南拒马河为例,基于MIKE11和MIKE21模型计算溃堤后的洪水过程,并以Open Scene Graph技术搭建三维GIS环境,在真实的三维地形地貌环境下进行洪水过程的动态推演分析。试验结果表明该方法相较于传统二维风险图方法具有细节表达和动态模拟上的优势,可以在宏观、中观和微观多个尺度对淹没过程进行模拟和表达,更加直观高效地反映洪水动态过程和淹没损失情况。     

浅谈优化Vray渲染在制作三维场景的应用研究

用Vray三维渲染引擎来渲染三维场景,其质量和速度是由一些影响因素和参数设置决定的,不同的参数和因素,可以得出不同的三维渲染效果.因此,分析、优化三维渲染质量和速度的影响因素,正确、合理的选择参数对提高Vray最后渲染阶段的质量和速度非常重要.     

海量视频流与三维场景实时集成技术

为将视频监控实时投影到工程建设三维场景,研究海量视频流与三维场景实时集成的解决方案,针对多路视频流,通过视频流解码技术获取多路视频影像序列,再联合监控地区的三维模型,通过模型配准来估算视频探头姿态,并完成视频纹理映射;采用多路视频纹理融合技术消除多路视频间的色差接缝,真实还原监控现场的动态信息。实验表明本文方法可将多路视频统一到三维场景之中进行实时映射,实时记录工程现场的真实图像,便于掌握监控现场真实信息,为监控现场安全防护、突发性灾害预警与救援提供依据。     

三维可视化大坝安全监控系统研发及应用

先进可靠的三维可视化大坝安全监控系统能准确检查大坝结构,展示仪器埋设位置,提高实时监测信息及大坝安全管理的效率。通过对大坝监测数据的深入分析,并依据规范拟定应力、渗流量等监控指标对三维数值模型进行正反分析,可确定大坝变形预警值。以湖南托口水电站为例,采用BIM技术构建了大坝实体、地形场景以及监测信息的三维可视化模型,并开发出集成了三维可视化模型展示、数据查询、数据展示及安全预警四大模块的大坝安全监控系统。该系统能全方位展示大坝结构、监测数据分析结果、监控指标等信息,并直观展示实时信息,实现了大坝安全监控预警,提高了大坝安全管理效率。相关经验可供类似水利水电工程的安全监控系统开发借鉴。