基于数据应用及系统构架的流域三维可视化研究

随着流域综合治理的进展和大型水利工程的兴建,从宏观了解流域的自然条件在流域管理中具有重要的意义。流域三维可视化作为一种新的管理方法和技术手段在流域管理中越来越体现其重要性。而流域三维可视化的关键在于其数据应用和系统架构。该文从数据应用和系统架构角度对流域三维可视化进行了研究。采用永定河潮白河流域DEM数据及ETM＋遥感数字影像数据进行三维建模,在VC＋＋平台E基于Vega进行了二次开发,实现了流域三维可视化的基本功能,并探索了多级LOD和多线程调度等相关技术。该文通过在数据应用和系统架构进行比较选择,提出了流域三维可视化的优化组合及解决方案。     

测绘平台三维可视化系统的设计与实现

本文首先就基于MAPSUV数字测绘平台的三维可视化系统作了简要的概述,并详细讲解了三维可视化系统的设计思想和功能模块的设计与实现,最后介绍了测绘平台三维可视化系统的应用的情况,并对该系统的应用前景进行了展望.     

煤矿巷道三维可视化研究

对煤矿巷道三维可视化的关键技术进行了研究,分析了巷道三维模型的数据基础和数据结构,将巷道网络看作是由结点和弧段构成的图,分析了单个巷道弧段三维建模的算法、多巷道交叉结点的三维建模算法,并基于三维建模,实现了巷道的三维可视化。     

VRML在三维动态交互地图可视化中的实践

针对三维动态交互地图的可视化问题,探讨了VRML的技术特点及其在解决三维动态交互地图可视化问题中的应用潜力和存在的问题,并采用Visual C^ 与VRML 2．0相结合进行了三维动态交互地图可视化的初步实践,取得了成功的应用。该工作主要集中在：（1）通过北京门头沟地区地形的可视化,探索了VRML表达较大数据量数字地形的能力;（2）开发了三维动态交互地图可视化的原型系统,并在北京人口变化可视化中进行了应用。     

面向对象的实时三维视景可视化实现

三维视景可视化是可视化研究的一个重点,实时性是可视化实现中必须解决的一个问题。该文从面向对象的角度,分析了三维视景可视化所模拟的现实世界,提出三维视景可视化实现的算法。在仿真实时性分析的基础上,讨论了实时性的实现问题。     

基于OpenGL的三维建模可视化软件开发

伴随着计算机图形学的发展,形成了可视化技术及其三维表现技术。可视化技术,即我们可以直接操作三维图形中的具有物体信息,与计算机直接交互;三维表现技术,即我们可以用它呈现出三维世界中的各种物体。目前在众多可视化工具中,表现突出的是SGI公司推出的OpenGL三维图形库,功能强大而且易于使用。本文是阐述如何用OpenGL进行三维建模,开发可视化软件。     

表意性方法在三维流线可视化中的应用综述

流线可视化是流场可视化的重要方法,其能直观地表达流场的结构和流动趋势。但在三维流场使用流线可视化时,不恰当地绘制方法、选择方法、呈现方式会导致可视化结果表达能力差,用户很难从中高效获取流动信息。重点对解决该类问题的表意性可视化方法进行了调研,为了全面反映表意性方法在三维流线可视化中的研究进展,对近十几年国内外具有代表性的论文进行了系统地阐述。首先介绍了表意性可视化方法的相关概念,然后将视觉感知增强类、可见性管理类和焦点+上下文等表意性方法在三维流线可视化中的应用进行分类阐述,并讨论了各种方法的优缺点。最后总结分析了表意性方法在三维流线可视化中面临的问题和挑战,并对未来的研究方向进行了展望。     

三维河床地形可视化浏览系统研究与实现

主要讨论了如何利用改进的离散数据网格化方法快速实现离散地形数据预处理。详细介绍了在综合运用改进的离散数据网格化算法、三维地形建模、真实感图形绘制、三维坐标查询以及人机交互等三维可视化相关技术的基础上,利用OpenGL基本函数编程技术开发三维河床地形可视化实时浏览系统的具体过程。通过三维河床地形可视化浏览系统,可以直观、真实地表达河床地形的三维信息及综合特征,为河床演变分析提供了一个科学有效、简便直观的可视化分析途径。     

基于三维地球场景的干扰条件雷达探测范围可视化方法

雷达探测范围的三维可视化是现代战场电磁态势显示的关键组成部分。以电子对抗情况中雷达探测范围模型为基础,深入研究雷达局部坐标与地心直角坐标的转换算法,提出一种基于三维地球场景绘制理想条件与干扰条件下雷达探测范围的可视化方法。研究设计基于理想条件与干扰条件下雷达探测范围可视化数据需求的数据库,并基于三维地球场景平台ArcGlobe,结合OpenGL绘图技术,应用该可视化方法开发海战场电磁态势显示系统。实验结果表明该可视化方法能够高效形象地在三维地球场景下展现理想条件与干扰条件下的雷达探测范围,为指挥员洞察战场态势提供支持。     

基于OpenGL的岩石楔形体边坡三维分析系统

随着工程应用的需要和计算机技术的发展,对岩石地质信息三维空间模型的可视化研究逐渐引起了研究人员的关注.用三维可视化技术来表现公路建设中的岩石楔形体边坡的结构和组成,可以更形象直观地研究它的动力稳定性,为公路工程处治提供科学的决策依据.讨论了岩石楔形体边坡三维分析系统的基本功能及系统结构,并分析了该系统的一些关键技术,包括三维模型多视图技术的实现、三维建模、三维交互技术等.最后给出了应用实例,结果表明,该系统具有良好的应用价值.     

基于分布式操作系统的三维城市模型组织方法

日益增长的三维城市模型在线实时可视化应用需求对大规模复杂三维城市模型的高效组织与管理提出了更高的要求,传统基于"图层-对象"的组织方法没有考虑三维城市模型不同内容以及不同细节层次的粒度差异,导致在网络环境下的传输效率很低,难以满足网络环境下多用户并发访问的流畅可视化需求。本文深入分析大范围漫游与小范围聚焦的不同用户体验特点,提出了顾及用户体验的面向网络实时可视化的复杂三维城市模型数据自适应组织方法。该方法采用索引元数据统筹模型对象的组织与调度,将小数据量的索引元数据和最粗一级模型数据打包传输,即时响应用户请求,并将多细节层次的复杂三维模型依据视觉特点合理分解存储并渐进调度,针对模型LOD和分解的对象,设计结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。以分布式数据MongoDB为平台进行实验,验证了本文方法的可行性和有效性。     

图形图像融合的海量建筑绘制

目的 城市3维模型数据海量且结构复杂,缺乏一个高效完善的可视化系统往往是影响数字城市应用的瓶颈之一。通常利用多层次细节（LOD）与调度算法减少每一帧绘制的数据量来提高绘制效率,当场景规模足够大时,即使采用复杂的优化算法也难以取得较好的效果。为此,本文在传统算法基础上,提出一种图形图像融合的海量建筑物场景绘制方法。方法 提出并采用视域分级绘制策略,将视椎体平行分割为感兴趣区域、次感兴趣区域和非感兴趣区域,感兴趣区域采用图形实时绘制方法,使用离屏渲染技术将次感兴趣和非感兴趣区域绘制在纹理图像中,每一帧绘制完成后将二者进行顾及深度信息的融合,实现完整场景渲染。结果 使用公开的纽约市区CityGML文件作为实验数据,数据包含了118 195个LOD1和LOD2级别的建筑物模型。分别构建多组不同建筑数量的场景进行帧率统计实验,绘制帧率都达到20帧/s以上。算法实现了视觉无损失的场景完整渲染,并与Cesium平台进行对比实验,证明算法有效且系统运行流畅。结论 图形图像融合的绘制方法,既保持了图形渲染的漫游连续性,同时也具有图像渲染的场景复杂度无关的优点。实验结果表明,针对大规模的低分辨率建筑模型场景,算法可以有效提高系统的渲染能力,在性能相对较低的硬件条件下也能实现海量建筑物实体模型的流畅漫游,并达到视觉无损失的场景完整绘制。     

基于网格服务的三维城市模型的可视化研究

对三维城市的建模方法进行了讨论，提出了一种网格环境下基于SOAP（Simple Object Access Protocol）消息包的三维空间数据表达方法，并通过动态网格服务的方式为客户端的三维可视化提供数据源，通过解析SOAP消息包便可得到三维可视化所需的矢量数据、属性数据以及纹理数据等，再通过Java和Java3D技术实现城市模型的三维显示和客户端的交互操作。最后，在Globus网格环境下给出了基于网格服务的三维城市模型可视化的实验例子。     

基于面向对象数据库的三维GIS实验系统

基于面向对象GIS模型和空间数据库技术,在面向对象数据库Jasmine的基础上建立了基本的空间数据库系统．通过实现空间索引结构V—Reactive树、空间查询等技术,设计和实现了一个三维GIS实验系统．该系统能够实现三维GIS的一些典型功能,包括细节层次可视化、多比例尺、空间查询等．     

J2ME在三维可视化中的应用

首先系统地介绍了J2ME由来及其体系结构,然后详细描述了移动3D图形API在三维可视化中的具体实现,包括3D对象的定义和模型渲染．以及为增加可视化真实性的光照和纹理映射。     

城区建筑物3D景观模型建立

为了在2D GIS基础上实现城市建筑物的3D显示,提出了一种建立建筑物3D模型的方法,该方法首先采用最大包围盒法将建筑物3D模型与2．5D DEM集成在一起,然后采用了Meier关系数据结构的表示城区建筑物几何模型中的拓扑信息和属性信息,并通过VRML浏览器业实现城市景观的交互显示,从而实现了利用常规2D GIS数据建立建筑物3D景观虚拟模型,实验结果表明,该方法能在VRML浏览器中以各种视角,在各个位置和按各种缩放比例,对建筑物模型进行动态观察,并在计算机屏幕上实现立体显示,根据实验结果和分析可见,随着2D GIS的发展成熟,利用常规2D GIS数据来建立建筑物3D景观模型的条件已经具备。     

三维GIS的基本问题与研究进展

经过多年的研究和探索,三维GIS取得了很大成果,成为GIS领域的重要研究内容之一。该文首先分析了三维GIS应实现的功能,然后从三维数据获取、三维空间数据模型、三维空间关系的描述和表达、三维可视化和三维空间分析等几个方面评述了三维GIS的研究进展。     

基于对象对应关系的LOD模型连续过渡

细节层次模型是指对同一场景或场景中的物体,使用具有不同细节的描述方法得到一组模型,供绘制时选择使用。它可用在复杂3D场景快速绘制、飞行模拟器、3D动画、交互式可视化和虚拟现实等应用系统中。本文对多细节层次模型间的连续过渡技术进行了研究,提出一种基于建立对象对应关系的多细节层次模型间连续过渡的方法。该方法具有实现简单、速度快和过渡平滑的特点,并且适用于任意三角网格模型。     

基于格网划分的海量地形数据三维可视化

首先按照格网划分方式对研究区域进行分割，采用与视点相关的静态LOD模型，在格网块内以四叉树进行管理，根据误差以二元三角树方式进行LOD模型预处理，并采用三角形条带进行若干不同层次的LOD模型文件组织；然后按照格网块进行视景体投影裁剪，结合动态内存调用、多线程管理的数据引擎方法以及视觉光滑处理，实现了海量地形数据的三维可视化及漫游．实验结果表明，文中算法具有处理数据量无限制、效率高、效果好等特点．     

二三维联动战场可视化系统的研究与实现

采用动态分页调度算法结合LOD技术实现了海量三维地形数据的加载与显示,研究三维军标绘制技术,提出了一种基于可视范围动态计算投影区域的方法,解决了三维线、面标号纹理模糊不清问题。采用MVC设计模式搭建二三维联动战场可视化系统框架,实现了二三维在视域范围、态势标号、地理信息查询之间的联动。