一、基于OpenGL的多层三维空间实体叠加建模(论文文献综述)
陆源[1](2016)在《天气雷达基数据三维可视化方法研究》文中研究表明多普勒天气雷达由于其较高的时间和空间分辨率而成为气象业务领域中监测中小尺度对流天气系统的重要工具。天气雷达可以用于探测大气环境场的三维结构,但是目前我国大部分天气雷达的产品仍然集中在将数据二维平面显示,对雷达数据的三维重构产品很少,因而在雷达回波数据中提取出三维信息并进行三维重构是科研和业务领域迫切需要的。本文对天气雷达基数据进行空间插值,利用计算机图形学中的体绘制算法和面绘制算法对雷达体扫数据进行了三维可视化方面的研究。1、由于天气雷达资料自身的特点,其数据采样点在水平和垂直方向分布很不均匀,很难进行规则网格上的三维可视化以及资料同化分析。因此需要将雷达数据进行处理,使用三维插值方法将雷达数据插值到规则网格体中。根据前人提出的几种经典算法,本文对其一一实现,对比发现自适应Barnes最适合进行三维插值并实现雷达数据的预处理工作。2、本文使用面绘制算法中的Marching Cubes算法(简称MC算法)实现雷达回波数据的三维重构。在使用传统MC方法过程中,发现传统MC方法在构建等值面过程中存在存储空间浪费、数据冗余量大的情况,提出一种MC方法和MT方法结合的改进MC算法并进行了实现。最后对比了两种不同算法,发现改进MC方法在存储空间上节约了 90%左右的空间,运算时间上最高减少了 80%以上的运行时间。在雷达体扫数据等值面的绘制效果中,大范围云体等值面绘制上改进MC算法在中近距离表现出的绘制效果远优于传统MC算法的绘制效果,而在较小云体绘制中改进MC算法也有很好的绘制能力。3、使用体绘制算法中的光线投射算法实现雷达回波数据的三维重构。由于光线投射算法绘制效果很好,但算法复杂度高执行效率低,不利于进行交互处理,一般使用空间跳跃方法对算法进行加速。本文结合雷达数据特点提出一种改进空间跳跃光线投射方法,使用空间跳跃技术对算法进行加速,并结合GPU加速技术。对比空间跳跃光线投射算法和改进空间跳跃光线投射算法发现改进算法在执行效率上不低于原算法,但绘制精度大大提高,保持了数据场的细节。最后本文还实现了放缩、旋转、切片等交互操作,增强了对三维体的观察效果。
刘吉波[2](2014)在《厚松散层条件三维地质建模与开采沉陷规律研究》文中研究指明开采沉陷是在三维空间中产生和发展的,厚松散层条件下开采地表移动变形有其独特的规律。研究厚松散层条件三维空间沉陷预计具有重要的理论和实际意义。本文结合变形预计对数据模型的要求,采用基于岩层自然块体的建模方法,实现了任意边界条件下三维地质模型的建立。采用UDEC对厚松散层条件下沉系数的变化规律进行了数值模拟,确定了基岩面和地表下沉系数的计算方法。推导了开采影响传播角和主要影响角正切沿岩层传递的计算公式,选用幂函数修正了下沉盆地边缘分布,并基于非主断面概念建立了三维空间预计概率积分计算模型。利用Vc++结合OpenGL开发了移动变形三维预计程序系统MSAS3D,最后应用实测数据验证了上述理论的可行性及MSAS3D系统的可靠性。
谷是萌[3](2013)在《基于数字化特征的城市地下空间建模技术的研究》文中提出为了保证城市的可持续发展,实现城市地下空间的合理开发和利用,而开展的城市地质信息数字化,城市地下空间三维模型的构建,已成为当今三维建模在工程领域内应用的热点。本文针对石家庄工程地质的特点,以钻孔-剖面的层状地质体交互式建模方法为依据,提出了一种有效的多层DEM面模型,采用改进的Delaunay三角剖分的方法生成主TIN面,将主TIN模板沿用到所有地层大大简化了三维地质体之间复杂的拓扑关系,利用地层层面数据进行空间插值实现地层分界面的重构,将严格按照土层岩性和地层时代分层生成各个地层分界面进行缝合处理生成建模区域内的地层实体模型,最后基于计算机图形学基本理论,采用OpenGL技术对生成的多层DEM模型进行渲染处理,实现工作区域内地形和地层结构的三维可视化操作。根据曲面求交和地层分界面缝合的基本理论,系统可自动生成地质剖面图。通过自动生成的地质剖面图与原始CAD手绘地质剖面图进行对比,给钻孔数据库进行校正和纠错。本文还探讨了如何解决系统自动生成地质剖面时出现的错误,以及对各级土层进行空间展布。这些都可以为地质工作者进行地质评价和工程决策提供帮助。
张春峰[4](2012)在《地质空间曲面重构及三维建模方法探讨》文中提出本文针对工程地质空间散乱数据点和庞杂的地质对象信息,基于工程地质理论,采用多层B样条插值法和NURBS方法,结合数据库技术、OpenGL技术和数据结构技术,重构工程地质对象界面,完善VisualDRM3D三维可视化系统。根据地质构造规律,通过该系统的交互操作界面实现地形、地层、风化卸荷界限和地下水位等地质对象界面的三维可视化,建立三维地质模型,并以实例验证了该曲面重构方法的有效性及合理性。主要研究内容包括:(1)根据当前三维地质可视化研究成果,通过现有矢量地形图、野外勘探观测数据及遥感系统等获取地质对象的三维离散点数据。经空间插值方法对比分析,选择多层B样条插值法,通过加密或稀疏网格对不规则散乱数据点进行空间数据插值逼近,实现不规则数据网格化。通过控制插值层数和网格步长,提高了三维地质模型的精度和光滑性。(2)基于地质构造规律和岩体风化卸荷的划分方法,采用NURBS曲面拟合和OpenGL技术对多层B样条插值法处理后的有效控制点进行曲面重构,实现工程地质大区域内地形、地层、卸荷、风化和地下水等三维地质界面可视化。基于图形显示原理对模型进行旋转、剪裁、消隐和纹理映射等操作,使三维地质对象模型更加逼真。(3)完善了工程地质信息三维可视化系统VisualDRM3D。该系统集原始数据处理、数据存储管理和数据三维可视化为一体,主要包括三大功能模块:数据管理、三维地质建模和工程应用。采用相关数据结构,有效应用数据库模块的数据支持,耦合多元地质数据,可以对原始不规则散乱数据进行插值处理,实现地质对象曲面的重构及三维可视化,建立三维地质建模,体现了三维建模的智能化。(4)基于相关工程地质理论,立足于工程地质散乱数据的特点,采用上述提出三维建模方法,以青海玛尔挡水电站工程为实例,探讨地质空间数据插值及三维建模方法,为实际工程中的散乱数据点提供了有效的处理方法,并有效的运用于地质对象界面重构及三维可视化,为后期三维建模和地质分析提供了基础。
罗显刚[5](2010)在《数字地球三维空间信息服务关键技术研究》文中研究说明信息时代,随着信息资源的爆炸式扩张,人类对信息资源采集、存储、管理、分析等提出了更高的要求。在解决人口、资源、土地、环境、灾害、规划、建设等重大问题时,多类型、多尺度、多时态、多维度、海量的空间信息的研究与应用越来越多。传统的二维空间信息表达已经不能同时满足这些方面多层次的需求,三维空间信息服务的研究与应用迫在眉睫,以满足信息产业空前发展的需要。系统论、信息论、控制论的形成,计算机技术、通信技术、卫星遥感等空间信息技术、互联网技术的应用,为信息资源的科学管理展示出更加广阔的前景。数字地球是一个整合GIS、RS、GPS、互联网、虚拟现实等高新技术的研究方向,能够整合海量的地理空间数据,是对地球的三维多分辨率表达。世界上许多国家正积极发展、运用先进的空间信息技术,如遥感技术、地理信息系统技术和全球定位系统技术,以数字化的方式获取、处理、分析我们人类赖以生存的地球上的自然和人文方面的空间信息,并以此为基础,解决人类可持续生存与发展的诸多复杂问题。随着计算机及互联网技术快速发展和广泛应用,我国三维空间信息技术的应用需求也越来越广;经过多年积累和建设,我国三维空间信息技术研究已初具成效,研制出了一批具有自主产权的三维系统软件和应用软件,使三维空间信息资源在很多行业得到了广泛应用。在取得这些成绩和研究成果的同时,三维空间信息管理与应用技术也遇到了一些新的问题亟待解决,具体表现为:(1)三维空间信息格式种类繁多,信息存储空间大,如何高效使用这些三维空间信息成为一大难题,且在进行决策管理时难以通过数据获得分析处理的结果和信息。随着各行应用的铺开,三维空间数据不断增多,长此以往,慢慢积累起来的各种三维空间信息形成无法共享的“信息孤岛”。(2)三维空间信息在互联网上发布时,传输又成为另一个大的难题。互联网的带宽有限,要想发布大数据量的三维空间信息,现有三维模型无法保证快速高效的操作。如何建立高效的三维数据模型,以便客户端快速访问和下载,也是一个技术难题。(3)由于数据资源的保密性,不可能将所有的三维空间信息进行集中管理;而且忽视三维空间操作与分布式技术也使得业界在处理海量GIS三维空间信息的分布式存储与处理方面的研究投入严重不足,所取得的研究成果也缺乏有效的产业化渠道,直接影响了国产三维网络GIS软件的竞争能力。(4)现有互联网上三维空间信息服务无法满足各行业空间信息共享的需求,同时智慧地球、智慧城市等概念的提出,急需整合各类空间信息资源,完善三维空间信息服务。对于以上存在的问题,三维空间信息网络技术亟需引入新的技术、思想和体系来构造一个分布式环境下的三维空间信息网络服务系统。要实现基于数字地球的三维空间信息服务,主要包括两个方面的内容:数字地球技术与三维空间信息服务技术。本论文“数字地球三维空间信息服务关键技术研究”可以为这些需要解决的问题能提供较好的研究思路。本论文在国家十一五“863”专题课题“面向网络的三维空间信息服务技术研究与软件开发”(2009AA122211)项目系统的推动下,研究数字地球技术和三维空间信息服务,并实现基于数字地球的三维空间信息共享与服务体系。本文针对数字地球发展的现状和存在的问题,从数字地球的基础上,对三维空间信息服务层面进行研究,特别是在网络环境下,使用各种现有的数字地球技术,实现三维空间信息共享,为用户提供更完善的三维GIS服务;基于数字地球在各个行业应用的展开,针对空间信息服务在行业应用的迫切需求,特别是三维空间信息服务的提出,本论文展开基于数字地球关键技术以及在此技术的基础上提供三维空间信息服务,并对海量数据共享、三维空间信息服务、服务调度等多项关键技术进行研究与探索,最终应用于气象行业并完成预警与服务系统。本文研究与探讨数字地球相关体系与关键技术,围绕并基于数字地球展开三维空间信息服务的研究,在现有国产大型GIS平台MapGIS Virtual Earth (MVE)的研究开发基础上,扩展MVE的功能与应用模式,立足技术创新与产品跨越,解决关键技术问题,研究并实现具有海量三维空间信息存储能力的、支持分布式网络环境下的三维空间数据高效传输以及分析处理能力的三维空间数据信息服务平台,具体而言,将在以下几个方面开展研究:(1)网络三维地球模型网络三维地球是构建整个系统的基础。该平台系统目标在于面向社会公众提供地图信息搜索服务,满足人们日常出行需求,面向行业结合专题信息提供行业信息管理和应用服务。简单的说主要分为服务器端与客户端,服务器端是三维地球模型的整个数据存储与管理;客户端是地球模型显示包括:客户端数据通讯、客户端数据调度、数据集管理模块与客户端显示模块。(2)海量地理信息的存储与管理三维地形景观模型是数字虚拟空间系统的主要研究内容,并且逐步发展成为三维GIS。目前已有些三维GIS原型系统,但是这些原型系统只是对数据进行了相对简单的管理,而在现实应用中,海量的地理空间数据需要进行存储与管理,需要解决大容量空间数据的快速实时传输、动态显示以及多源海量数据的管理和高效索引。(3)三维空间信息建模及可视化随着“数字地球”、“数字城市”、“数字社区”等概念的提出,以及空间信息和遥感数据处理技术的迅速发展,将必然促使传统二维GIS的服务走向网络化与三维化。在三维网络地球模型的研究基础上,Server端根据客户端的请求,将三维空间数据实时动态的传输到客户端,客户端接收到服务器端传来的数据后对其进行三维可视化映射,然后以三维图形的方式显示在计算机屏幕上通过人机交互的方式控制三维场景的绘制,使得用户能在三维场景中实现漫游。(4)三维空间信息高效传输与分析机制三维空间信息数据量大,必须有高效的传输机制来保证其快速传输,同时传输时需要有容错机制来保证其有效运行,该部分研究压缩传输与安全传输、异步调用机制、负载均衡和容错机制等。(5)网络三维空间信息服务技术网络三维空间信息最重要的目的是提供一系列的三维空间信息服务,在此基础上,能够向互联网上提供服务,真正实现信息共享、跨平台、分布式。基于标准协议、具有开放、跨平台、可伸缩、节点自治的Web服务是分布式系统的核心与基础。为促进地理信息的共享和互操作,实现跨平台的集成,研究OGC的Web服务和XML规范,提出空间地理信息Web服务、GML (Geographic Markup Language).空间地理信息Web服务利用分布在不同节点的空间数据结合与数据绑定的空间信息功能服务,实现基于互联网的空间信息共享技术。这些任务包括:地图可视化、空间信息检索、空间分析、地图报表等等。空间地理信息Web服务使得应用程序开发者将GIS功能集成到他们的Web应用程序而不需要构建本地的功能。(6)软件实现与气象行业应用三维空间信息网络服务的实现有两种模式:B/S模式和C/S模式,这两种模式在数据存储,发布都是使用同一套服务,具有通用性。我们可以将这两种模式合并起来进行分层,包括四个层次:数据管理层、GIS服务层、WEB服务层和表现层。在该体系结构下,根据气象预警的应用要求,实现在气象行业上的实例验证。研究数字地球并基于数字地球研究三维空间信息共享的标准规范,实现三维空间信息一体化的组织与存储机制,从而建立一套具有服务能力的三维空间信息服务集成模块。通过高速网络连接并集成地理上分布的、异构的各种高性能计算机系统、处理工具和软件系统等各种资源为一体,实现跨地域的、分布的高性能联合、多源、异构数据的集成和三维空间信息服务,为用户提供一体化高性能空间信息计算服务、空间信息处理服务和决策支持服务,发挥网络上资源的综合效能。能够集成和协同各种三维空间信息资源,提供多层次三维空间信息服务。本文的创新点在于:(1)基于MVE模型,改进其海量数据存储机制,改进已有的三维空间信息模型与三维空间数据可视化效率,并提供基于海量三维数据的动态分析服务;(2)在高效三维空间数据表达的面向服务的三维空间数据模型上,研究三维空间数据空间存储与传输算法,提高存储效率、数据传输速度,改善三维空间数据分析的处理模型;(3)针对海量三维空间数据,研究三维空间信息计算模式,提供三维空间信息的功能服务,完成基于互联网模式下用户指定的三维空间分析服务;(4)依托MVE三维地球模型,结合海量影像、矢量以及三维模型数据,实现分布式数据部署、分布式服务部署,以压缩传输、负载均衡等机制为保证,构建分布式网络三维数据服务系统,并在气象行业进行研究验证;
周智勇[6](2010)在《三维可视化集成矿山地测采信息系统研究》文中认为论文针对当前矿山地测采信息系统开发和应用中存在的问题,结合矿山实际需要,将可视化和集成化思想引入地测采信息系统的研究与开发,运用计算机图形学理论、地矿三维建模理论、MIS系统开发理论、三维可视化技术、智能识别技术及OpenGL技术,对矿山可视化地测采信息系统开发的基础问题及关键技术进行了深入的研究。论文对当前矿山地测采信息系统的研究现状及存在的主要问题进行了分析。研究了矿山地测工作的一般数据流程,结合矿山生产实际需要,提出了三维可视化地测采信息系统的集成方案,根据功能分解原理,将系统划分为基础信息平台、综合查询平台及图形处理平台三大模块,各模块之间通过数据库及接口程序进行交互。论文运用MIS系统开发理论、面向对象的系统分析与设计方法、构件技术、数据仓库技术、分布式应用体系结构与WebServices技术,结合矿山地测数据采集及处理流程,开发了一套基于C/B/S混合模式的地测信息管理系统,实现了地测数据的合理组织和有效管理,为矿山生产、规划决策提供了依据,同时为图形处理系统提供了基础数据。通过对于矿山地质编录图件的三维空间数字化研究,论文建立了基于井下测量数据的巷道自动成图算法及矿脉编录数字化算法。针对目前国内尚无地质编录数字化软件的现状,运用计算机图形学原理、智能识别技术及数字素描导线定位线技术,研制了一套基于C#.NET交互式CAD技术的地质编录智能分析系统,实现了巷道地质编录图件的数字化及自动成图。在分析传统矿区工程三维建模方法局限性的基础上,研究了地矿三维数据模型及数据结构的设计问题,提出了在真三维环境下,大型矿山复杂矿区工程三维立体模型的快速构建方法。在地形建模方面,引入了基于分形维数的地表插值算法,提出了改进的中点移位法结合矩形网格法的地形等值线推估算法,给出了基于三角网生长法的Delaunay子三角网构建方法及地形模型简化技术。在开拓系统建模方面,论文研究了巷道中心线加载断面的巷道生成算法,给出了巷道顶、底板表面模型的剖分连接方法,提出了巷道顶、底板合成与巷道或井筒中心线加载断面相结合的井下开拓工程三维建模方法。在岩性建模方面,给出了计算机结合经验解释进行岩性建模的方法,提出了岩性建模的一般推估过程。在矿体建模方面,给出了基于钻孔勘探线剖面图的矿体表面模型构造方法及矿体封闭方式,针对钻孔剖面圈连矿体对于薄矿脉或是极薄矿脉的不适用性,提出采用按中段矿脉来圈定矿体轮廓线的方式,采用分矿脉绘制的数字化试料平面图或中段地质平面图来进行实体模型的连接。针对传统块段建模方法所存在的缺陷,采用了八叉树结构来建立和表达块段模型,并在此基础上给出了八叉树与有向有界箱(OBB)树的相交测试算法。针对传统储量计算方法存在的局限性,研究了基于无偏估计的克立格空间内插与外推方法,为了消除传统实验变异函数计算方法的不稳健因素,将稳健统计学引入到变异函数的计算中,提出了一种能有效反应实际的三维稳健克立格法,并给出了变异函数的拟合算法及变异函数参数的交叉验证方法。研究开发了一套基于OpenGL可视化开发技术的矿山三维建模系统,实现了数据分析与管理、三维建模、储量计算与管理、图形辅助操作等功能。通过编制地测信息管理系统、地质编录智能分析系统及矿山三维建模系统之间的接口程序,实现了“地测数据一次性采集、实时传输共享、地测图件自动生成、三维可视化建模”的一体化集成。通过在矿山的实际应用,建立了某大型金矿的矿区工程三维实体模型,实现了地形、钻孔、中段巷道、开拓系统、矿体等模型的三维可视化显示;对于某铁矿山进行了矿床建模实践,在样品组合及统计分析的基础上,建立了岩性及矿体模型。通过变异函数分析,建立了铁元素矿床品位模型,并对储量进行了估算,计算结果与地质勘探报告上提供的数据基本相符。
李莉[7](2008)在《工程地质信息三维可视化关键技术研究》文中认为地质信息的三维可视化是指用适当的数据结构建立地质特征的数学模型,采用计算机图形技术将数学描述以3D真实感图像的形式表现出来。随着计算机可视化技术与虚拟现实技术的迅速发展,地学研究的不断深入,工程地质三维可视化已成为当前数学地质、岩土工程、工程地质学以及计算机科学等多学科交叉领域的研究前沿和热点。本文以“工程地质信息三维可视化关键技术研究”为课题背景,对工程地质三维建模及可视化技术中的关键问题进行了研究,主要体现在以下几个方面:(1)通过对常见三维数据模型的对比分析,及它们对三维地质建模的优缺点分析,本文选取了多层DEM模型,并详细介绍了基于多层DEM模型的地质体的构建过程;(2)鉴于直接利用原始的勘察数据而不做任何加工处理难以构建一个相对精确、完整的三维实体模型,所以本文利用克里金插值方法对离散的勘察数据进行插值处理,形成规则网格数据,再将规则网格三角形化。这样形成的DEM模型具有较小的存储量和简单的数据结构,建立的三维地质模型具有较高的精度;(3)通过切割可以清楚理解地质模型内部的各个细节,但是以往的地质切割方法比较复杂。本文提出了基于OpenGL的附加裁剪面、模板缓存技术和反馈数组实现了三维地质体模型沿任意方向的切割,这种方法易于实现而且切割速度快;(4)根据本文确立的工程地质三维建模及可视化方法体系,选取Microsoft Visual Studio .NET 2003为开发平台,结合性能优异的图形开发库OpenGL,通过ADO组件连接SQL Sever2000属性数据库,选取多层DEM模型实现三维地层实时建模,开发了工程地质信息三维可视化系统。该系统实现了工程信息与工程中的地质资料管理、地质信息的三维可视化,以及基于三维地质模型的基本切割分析等功能。通过与数据库的连接,从数据库中提取建立地质模型相关的数据,实现了地质数据的实时建模与模型的动态更新能力。将系统应用于天津城建学院一期扩建工程的三维地质建模与分析当中,实践验证了基础理论的可行性,并在实践中进一步完善了基础理论。
吕希奎[8](2008)在《基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究》文中提出根据中国铁路中长期发展规划,到2020年,中国将建成2万多公里高速客运专线和城际铁路。高速铁路和城际铁路经行地区经济发达,城镇密布,并且铁路沿线地理环境和地质环境均较复杂,选线设计更注重环境选线、景观选线和地质选线。传统的等高线地形图模型已不能满足高速铁路和城际铁路的选线需求。将遥感技术、数字摄影测量技术、虚拟现实技术、数字地质技术综合相集成,建立一个能够同时满足地质选线和环境选线要求的三维可视化选线地理模型,让工程师在一个逼真显示的三维可视化地理环境中进行选线方案设计与决策,不仅是铁路勘测设计一体化、智能化研究领域亟待解决的课题,更是现代铁路设计的需求。基于这一思想,本文以“基于遥感信息的选线系统三维地理环境建模方法和应用”为主题,对其中的所涉及的理论方法和关键技术进行了研究,从建模方法和算法方面提出了一整套方法并予以实现。主要研究内容及研究结果如下:1.针对铁路选线带状大范围地形的特点,以航测、卫星遥感为数据源,以全数字摄影测量系统为工具,采用于数字地形分幅采集方法,以获取铁路强带状地形特点的地形数据,能够最大程度的减少构建三维地形时的数据冗余。对采集的地形数据,提出基于改进坡度RMSE与三维可视化联合的粗差检测与剔除方法,实现了对DEM粗差有效的检测与剔除,保证三维地理环境的建模精度。2.提出矢栅一体化的选线系统三维地质环境建模方法。首次将地质对象遥感解译影像应用于铁路选线系统。根据选线系统地理环境特点,提出地质对象文化特征概念,以地质对象的名称和ID标识号作为其文化特征,将文化特征作为地质对象特殊的矢量数据,按照准确地理位置叠加到地质对象的矢量三维目标上,实现地质对象在三维地理环境中的定位和计算机内部的有效识别。基于TIN模型、约束TIN模型实现地质对象的遥感解译影像在三维空间的准确定位,以遥感解译影像直接表达地质信息。为地质对象建立矢量、栅格影像同时存在的表达和描述模式,在此基础上建立了直观的三维地质环境。3.提出基于超地图模型的选线系统信息管理和组织方法。基于遥感正射影像图的影像环境,首次将超地图概念引入到铁路选线系统,建立了基于地理信息、地质、水文信息、地质知识的选线超地图模型。实现基于超目录结构模型对这些信息之间关系的非线性存储、组织、管理和浏览。为选线工程师提供图文并茂的地质、地理和地质知识环境。4.提出基于多子库铁路工程地质信息库建模方法。根据选线设计涉及的地质条件的多样性,将不同类型地质对象进行分类和标引,在地质知识表示方法上,提出基于三维可视化的用户外部知识表示方法。针对选线地质知识涉及的不同地理环境,构建了河谷、冻土、风沙地区等各类三维地理环境,并在该环境中表达知识,实现知识的三维可视化表示。为选线工程师提供三维可视的铁路工程地质知识环境。针对选线设计的复杂性,以认知心理学为依据,提出基于案例推理的知识应用方法。5.探索了基于逼真显示的三维地理环境的地质选线技术。采用三维目标与信息数据库相连接技术,解决在三维环境中直接进行选线设计的技术问题,包括在逼真显示的三维地理环境中线路局部走向选择,基于遥感地质影像环境的不良地质区域选线方法等。根据线路穿越的不良地质对象的类型和位置,实现系统自动从知识库中提取选线地质知识,并给出选线建议,以指导选线工程师在不良地质区域的选线设计。根据山区等地形地质复杂地区的选线设计特点,从地质选线角度,提出直接根据方案的设计信息获取方案评价指标值的思想,建立了基于三维地理环境的复杂地质区域线路方案评价模型,解决线路多方案的比选问题。6.综合应用三维空间观察原理、真实感图形绘制技术、计算机动画、虚拟现实等技术,以OpenGL图形库和VC++6.0为开发工具,实现了线路三维场景的实时动态显示。并与正射和透视两种模式设计相结合,使得三维可视化技术不仅用于设计成果的直观表达,而且融入整个设计过程中,从而实现本文提出的三维虚拟环境下的选线设计思想。7.基于所提出的理论方法,研制了一个选线地理环境建模平台。该平台实现本文提出的基于航测和卫星信息的三维可视化选线地理环境模和应用技术。并用实例对系统的主要功能进行了测试。验证和测试结果表明,本文提出的建模方法和应用技术是切实可行的。基于本文提出的方法所建立的原型系统,可较容易的开发实用的集遥感技术、虚拟现实技术、数字地质技术、空间数据库等技术的三维可视化选线系统。本文的研究虽然是针对铁路选线设计问题进行的,其研究成果可直接应用于公路路线系统的设计研究。
黄杰[9](2008)在《海洋环境综合数据时空建模与可视化研究》文中提出随着我国海洋资源开发和利用的不断深入,海洋环境监测已经成为海洋及环境保护领域重要的研究课题。长期以来海洋环境调查研究积累了大量的多源、异构、多维、动态、海量的海洋环境综合数据,特别是随着空间探测技术的飞速发展,这些数据更是以几何级数般速度增长。利用先进的地理空间信息技术对海洋环境综合数据进行管理和共享已经成为近几年的趋势。论文分析了目前GIS技术在海洋领域的应用中存在的不足,并针对其中的关键问题——海洋环境综合数据时空建模方法与可视化技术进行了研究。指出了现有的GIS数据模型在表达海洋环境数据上的不足,探索适合海洋时空数据的建模机制。在可视化表达上,引入科学可视化、虚拟现实仿真、体绘制、网格计算等计算机可视化领域的最新技术,结合海洋环境监测可视化系统的实际需求,提出了几种可行性强的基于GIS的可视化方法和技术路线,并将研究结果进行了实践和应用。具体的研究内容如下:1、分析了现有GIS数据模型在海洋环境领域应用中的不足,提出了以场模型为主,基于场和对象联合建模的海洋环境数据概念模型,针对海洋时空数据的格网特性,提出了基于基态修正的快照格网模型,并设计了集成场和特征的面向对象的GIS时空数据模型。2、讨论了GIS可视化的部分关键理论和技术,包括:科学计算可视化、地学可视化、虚拟现实仿真、虚拟GIS、三维图形原理、计算机图形开发技术、空间数据库引擎、分布式GIS、网格计算等,指出目前GIS可视化面临的难题及其在表达海洋环境数据上的不足,并提出了基于GIS的可视化技术集成框架。3、分析了GIS空间数据库在可视化系统中的重要性,采用大型对象-关系型数据库Oracle对海洋环境数据进行一体化管理,针对海洋环境监测系统的实时性要求,给出了数据实时入库和分发的方法。为了实现海量数据的快速显示,采用基于多分辨率瓦片金字塔技术、海量数据索引技术和基于线程的实时调度等技术,达到了可视化实际应用的要求。4、研究了海洋虚拟环境建模方法,提出了海空、海面、海体、海底的自然环境和非自然实体建模方法。针对真实感海浪的模拟,提出了用海洋波谱函数来对随机的海洋波面进行构造,这种基于二维空间的模拟方法,通过对给定能量谱的正弦分量进行多重求和,简单易行,并在视觉上获得较好的效果。5、研究基于虚拟GIS的海洋环境虚拟可视化。分析了虚拟现实技术与GIS的结合方式,提出了构建虚拟GIS的两种开发策略,指出了虚拟现实和GIS的松散数据结合是较好的集成应用方式。为了更加逼真形象地描述虚拟海洋环境,提高程序的效率和质量,简化仿真建模过程,本文提出了基于三维图形引擎的松散式集成的设计方法,并设计开发了支持海洋虚拟环境的三维图形引擎OE3DGE。6、根据海洋环境领域的应用特点提出了海洋多维动态数据的时空可视化方法,全面、详细和准确地表现和描述多维对象的空间特征和变化趋势。为海洋科研和工作人员提供一种可视化表达和分析工具,来直观的表达和揭示海洋现象和构造特征,提供海洋现象的动态变化、历史回溯和未来演变的可视化。7、为了动态地显示海洋环境三维数据场的整体变化情况,提出了基于体绘制和面绘制的数据场三维动态可视化方法,在ArcGIS平台上给出了基于先进的可视化工具集VTK的可视化扩展解决方案,实现大规模数据场实时动态可视,为直观准确地了解海洋环境的状况提供指导。8、针对海洋环境数据可视化中的数据量大、计算密集、效率低、分布式等特点,提出了面向网格计算可视化方法,通过动态的资源组织满足可视化应用的计算和数据存储需求,设计了面向海洋环境数据可视化的多层网格系统架构,讨论了面向网格的可视化流程,并以海洋环境数据的三维体绘制为例,对系统做了初步测试。
肖源源[10](2008)在《基于虚拟城市的三维空间模型的研究》文中研究说明随着计算机技术和通信技术的发展,数字技术和网络技术已经给全世界带来了深刻的变化。作为信息社会的重要组成部分,数字地球、数字城市得到了迅速的发展,而虚拟城市作为可视化的平台为数字城市的运行提供了交互的界面。虚拟城市是基于虚拟现实技术和仿真模拟城市技术,是数字城市的主要表现形式。虚拟城市的研究已经成为当前研究的热点问题之一。本文主要对虚拟城市的模型设计的方法研究,并提出针对三维空间的建模方法。论文首先回顾了虚拟城市及虚拟现实技术的国内外发展现状,并就虚拟城市建设的意义进行了详细的论述。本文对虚拟城市的建模技术、环境建模、三维空间建模、空间分析等相关内容进行了研究。三维空间建模是本文研究的重点内容。对于地形的模拟,作者主要采用规则网格(Grid)和不规则三角网(TIN)两种方法对采集到的数字高程模型进行模拟,并对Delaunay三角网算法及三角网的更新算法、约束线插入算法进行了详细的论述;而对于地物的研究,作者主要讨论的是基于地理的空间建模方法,提出了三维空间的各种模型,例如TEN(不规则四面体网格)模型、Octree八叉树方法等:文章的另一个重点问题是三维空间的集成技术,由于地表模型和地物模型之间建模方式不同、数据结构的差异,模型与模型之间是几何分离的,所完成的三维空间对象模型也将是有缝隙的。针对这种情况我们提出了基于规则网格的几何无缝集成技术和基于不规则三角形网的几何无缝集成技术,并提出一种改进的地物与地形的集成方法。通过介绍了真实感实时绘制技术的两种技术:纹理映射技术和细节层次技术。纹理映射是将纹理图像贴在简单物体的几何表面,以近似描述物体表面的纹理细节,加强真实感;细节层次技术是对场景中不同物体或物体的不同部分,采用不同的细节描述方法,对于虚拟环境中的一个物体,同时建立几个具有不同细节水平的几何模型。其次,作者通过介绍windows下的OpenGL编程以及虚拟城市的再现。在建立了三维城市模型的基础上,结合真实感实时绘制方法,采用Visual C++结合三维图形应用程序接口OpenGL(开放的图形库),结合提出的模型,开发了一个初步的实验系统——虚拟城市系统,对采用该模型构建相对规则建筑物的可行性进行了论证。除此之外,在可视化的基础上实现了三维动态漫游等。文章最后对全文内容进行了总结,并提出了值得深入研究的问题。
二、基于OpenGL的多层三维空间实体叠加建模(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于OpenGL的多层三维空间实体叠加建模(论文提纲范文)
(1)天气雷达基数据三维可视化方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 本文的主要内容 |
第二章 关键技术 |
2.1 三维可视化技术 |
2.1.1 三维可视化数据类型 |
2.1.2 三维空间数据场可视化的基本流程 |
2.2 OPENGL技术 |
2.3 GPU加速技术 |
2.4 现代OPENGL和GLSL |
2.5 本章小结 |
第三章 气象雷达基数据预处理 |
3.1 新一代多普勒雷达系统 |
3.2 雷达基数据 |
3.3 反射率因子 |
3.4 雷达反射率资料三维格点化 |
3.4.1 插值方法介绍 |
3.4.2 三种插值方法效果对比 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于雷达基数据的改进MC算法 |
4.1 MARCHING CUBES算法 |
4.2 MARCHING TETRAHEDRA算法 |
4.3 面绘制算法实现 |
4.4 改进的MC算法 |
4.4.1 传统MC算法应用中存在的问题 |
4.4.2 算法描述 |
4.4.3 改进MC算法的实现结果 |
4.4.4 实验结果对比分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于雷达基数据的光线投射改进算法 |
5.1 光线投射体绘制算法 |
5.1.1 数据的分类 |
5.1.2 颜色及不透明度赋值 |
5.1.3 光学模型 |
5.1.4 图像合成 |
5.2 光线投射算法加速技术 |
5.3 基于空间跳跃方法的光线投射算法 |
5.4 改进空间跳跃方法的光线投射算法 |
5.4.1 体元分类 |
5.4.2 数据标记 |
5.4.3 空间跳跃 |
5.5 基于GPU加速的光线投射算法实现 |
5.6 实验结果与分析 |
5.7 交互操作 |
5.8 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 本文的创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)厚松散层条件三维地质建模与开采沉陷规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
详细摘要 |
Detailed Abstract |
1 绪论 |
1.1 论文选题背景及意义 |
1.2 三维地质建模国内外研究现状及存在问题 |
1.2.1 三维地质建模方法 |
1.2.2 三维地质建模操作软件 |
1.2.3 三维地质建模存在问题 |
1.3 厚松散层条件开采沉陷预计研究现状及存在问题 |
1.3.1 开采沉陷预计现状研究 |
1.3.2 厚松散层条件开采沉陷预计国内外研究现状 |
1.3.3 开采沉陷预计存在的问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 本章小结 |
2 开采沉陷预计三维地质建模研究 |
2.1 三维建模方法总结与分析 |
2.1.1 面模型 |
2.1.2 体模型 |
2.1.3 混合模型 |
2.2 开采沉陷预计三维地质模型的建立 |
2.2.1 开采沉陷三维模型的数据要求 |
2.2.2 开采沉陷三维模型的建立 |
2.3 根据剖面二维坐标计算空间三维坐标 |
2.3.1 二维剖面坐标求取三维空间坐标计算方法 |
2.3.2 精度分析和计算方法比较 |
2.3.3 剖面图取点的 AutoLISP 源程序 |
2.3.4 剖面图取点程序在三维地质建模中的应用 |
2.4 本章小结 |
3 厚松散层条件下沉系数变化规律研究 |
3.1 数值模拟软件 UDEC 简介 |
3.2 模拟目的、模型建立和参数选取 |
3.2.1 模拟目的 |
3.2.2 模型建立和参数选取 |
3.3 不同岩性不同层位下沉系数变化规律研究 |
3.4 不同松散层厚度地表和基岩面下沉系数变化规律研究 |
3.5 本章小结 |
4 基于岩层传递的开采沉陷预计数学模型研究 |
4.1 概率积分法基本原理 |
4.1.1 单元开采概率积分密度函数 |
4.1.2 主断面上移动和变形预计公式 |
4.1.3 地表任意点的移动变形计算公式 |
4.2 三维空间开采沉陷主断面预计数学模型 |
4.2.1 开采影响传播角θ0传递影响规律 |
4.2.2 主要影响角正切 tanβ传递影响规律 |
4.2.3 边界角和移动角传递影响规律 |
4.2.4 基于岩层传递的倾向主断面上任意点的概率积分函数 |
4.2.5 下沉盆地边缘修正模型(以走向方向,充分开采为例) |
4.3 三维空间任意点开采沉陷预计数学模型 |
4.4 开采影响传播角和主要影响角正切沿岩层传递影响量化分析 |
4.5 实例验证 |
4.6 本章小结 |
5 移动变形三维预计程序系统 MSAS3D设计与开发 |
5.1 三维空间开采沉陷预计系统概述 |
5.2 三维地质建模模块设计与实现 |
5.2.1 三维模型数据结构 |
5.2.2 三维建模关键算法 |
5.3 三维空间开采沉陷预计模块设计与实现 |
5.3.1 三维沉陷预计数据结构 |
5.3.2 三维沉陷预计关键算法 |
5.4 三维空间开采沉陷预计数据处理模块设计与实现 |
5.4.1 沉陷预计三维可视化 |
5.4.2 沉陷预计数据处理 |
5.5 本章小结 |
6 应用研究 |
6.1 MSAS3D在淮南张集煤矿的应用研究 |
6.1.1 1221(3)工作面概况 |
6.1.2 1221(3)工作面开采三维地质建模 |
6.1.3 1221(3)工作面开采三维空间预计 |
6.1.4 1221(3)工作面开采数据分析 |
6.2 MSAS3D在淮南谢桥煤矿 11118 工作面的应用研究 |
6.2.1 11118 工作面概况 |
6.2.2 11118 工作面开采三维地质建模 |
6.2.3 11118 工作面开采三维空间预计 |
6.2.4 11118 工作面开采数据分析 |
6.3 MSAS3D在淮南谢桥煤矿 1232(3)工作面的应用研究 |
6.3.1 1232(3)工作面概况 |
6.3.2 1232(3)工作面开采三维地质建模 |
6.3.3 1232(3)工作面开采三维空间预计 |
6.3.4 1232(3)工作面开采数据分析 |
6.4 MSAS3D在淮南潘三煤矿 1552(3)工作面的应用研究 |
6.4.1 1552(3)工作面概况 |
6.4.2 1552(3)工作面开采三维地质建模 |
6.4.3 1552(3)工作面开采三维空间预计 |
6.4.4 1552(3)工作面开采数据分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 论文创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在学期间发表的学术论文 |
在学期间参加的科研项目 |
主要获奖 |
(3)基于数字化特征的城市地下空间建模技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 本课题的研究目的与意义 |
1.3 文献综述 |
1.3.1 地理信息系统的发展历程和趋势 |
1.3.2 关于空间维数的分析和 3D GIS 与 3D GMS 的比较 |
1.3.3 地质体三维建模技术的现状分析 |
1.3.4 地质体三维建模软件的现状分析 |
1.4 本文研究内容及章节安排 |
1.4.1 课题来源及研究内容 |
1.4.2 论文的组织安排 |
第二章 对城市地质三维建模体系的研究 |
2.1 三维地质信息的获取与数据处理 |
2.1.1 地质信息的基本概念及表达形式 |
2.1.2 三维地质信息的获取方法 |
2.1.3 三维地质信息的数据处理 |
2.2 城市地质三维建模的数据需求与组织 |
2.2.1 基础地理空间数据 |
2.2.2 钻孔类数据 |
2.2.3 地质平面类数据和地质剖面类数据 |
2.2.4 数据的规范化与归一化 |
2.3 城市地质三维模型的构模方法 |
2.3.1 城市地质三维建模方法体系 |
2.3.2 基于钻孔数据的城市地质三维模型构建方法 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于多层 DEM 的三维地质建模及可视化实现 |
3.1 关于多层 DEM 模型的基本概念 |
3.2 地层层面的构建方法 |
3.2.1 TIN 的概述 |
3.2.2 主要的 Delaunay 三角剖分算法 |
3.2.3 两种常用的逐点插入算法 |
3.2.4 改进的 Delaunay 三角剖分算法构建主 TIN |
3.2.5 地层层面数据空间插值 |
3.2.6 地层分界面的缝合处理 |
3.2.7 曲面求交 |
3.3 三维地质模型的可视化 |
3.3.1 引言 |
3.3.2 OpenGL 的基本功能 |
3.3.3 基于 OpenGL 的三维地质模型可视化 |
3.4 本章小结 |
第四章 工程实例 |
4.1 石家庄市工程环境概况 |
4.1.1 地理位置 |
4.1.2 地形地貌概况 |
4.1.3 石家庄地区的地质条件 |
4.2 构建地质体空间三维模型 |
4.2.1 数据的处理 |
4.2.2 建模过程 |
4.3 本章小结 |
第五章 空间分析 |
5.1 剖面图生成与编辑 |
5.1.1 石家庄地区东西方向剖面图 |
5.1.2 石家庄地区南北方向剖面图 |
5.1.3 剖面的编辑和修改 |
5.1.4 钻孔数据库的校正 |
5.2 土层的空间展布 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论和建议 |
参考文献 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
致谢 |
(4)地质空间曲面重构及三维建模方法探讨(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
图索引 |
表索引 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 三维地质建模 |
1.2.1 三维地质建模的概念 |
1.2.2 三维地质建模 |
1.2.3 三维地质软件 |
1.3 地质曲面重构技术 |
1.4 研究思路与技术路线 |
1.5 主要研究内容 |
第二章 地质空间数据插值 |
2.1 空间数据插值概念 |
2.2 空间插值主要方法及其基本原理 |
2.2.1 多层B样条插值法 |
2.2.2 距离反比加权法 |
2.2.3 克里金插值法(Kriging) |
2.2.4 三角网线性插值法 |
2.3 插值方法对比分析 |
2.4 多层B样条插值算法实现 |
2.5 本章小结 |
第三章 地质空间曲面重构及三维可视化 |
3.1 空间曲面重构 |
3.1.1 NURBS原理 |
3.1.2 NURBS曲面拟合 |
3.2 曲面三维可视化 |
3.2.1 三维可视化概述 |
3.2.2 OpenGL技术 |
3.3 真实感图形显示 |
3.3.1 图形变换 |
3.3.2 隐藏面消隐 |
3.3.3 光照模型和明暗处理 |
3.3.4 纹理映射 |
3.4 本章小结 |
第四章 地质空间对象分析及三维建模 |
4.1 大型工程地质主要建模对象 |
4.2 地形三维可视化 |
4.2.1 地形三维可视化相关概念 |
4.2.2 数字高程模型(DEM)数据来源 |
4.3 地层三维建模 |
4.3.1 三维地层建模方法 |
4.3.2 三维地层模型与地层划分 |
4.3.3 三维地层建模思路 |
4.4 岩体风化卸荷界限 |
4.4.1 岩体风化界限划分 |
4.4.2 岩体卸荷界限划分 |
4.5 地下水位面动态建模 |
4.6 本章小结 |
第五章 工程地质信息三维可视化系统 |
5.1 系统总体设计 |
5.1.1 系统开发结构及模块设计 |
5.1.2 系统界面构建 |
5.1.3 系统核心类设计 |
5.1.4 系统功能和特点 |
5.2 系统开发平台及相关技术 |
5.2.1 开发平台与环境 |
5.2.2 数据库访问技术 |
5.2.3 图形拾取技术 |
5.3 系统基本功能实现 |
5.3.1 数据管理界面 |
5.3.2 地层三维可视化 |
5.4 本章小结 |
第六章 工程应用 |
6.1 玛尔挡水电站工程地质环境 |
6.1.1 区域地质环境 |
6.1.2 地形地貌 |
6.1.3 地层岩性 |
6.2 三维地质模型 |
6.2.1 工程创建 |
6.2.2 地形数据预处理 |
6.2.3 地形模型 |
6.3 界限类曲面模型 |
6.3.1 岩体风化 |
6.3.2 岩体卸荷 |
6.3.3 地下水 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 不足与展望 |
参考文献 |
硕士在读期间研究成果 |
致谢 |
(5)数字地球三维空间信息服务关键技术研究(论文提纲范文)
作者简介 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 论文选题依据和研究意义 |
1.1.1 选题依据 |
1.1.2 研究意义 |
1.1.3 问题的提出 |
1.2 国内外研究与发展现状 |
1.2.1 数字地球的国内外发展与研究现状 |
1.2.2 基于数字地球的三维空间信息服务国内外发展现状 |
1.3 研究目标与主要研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.4 论文研究意义和研究目的 |
1.5 主要研究方法与技术路线 |
1.5.1 研究方法 |
1.5.2 技术路线 |
1.6 论文组织结构 |
第二章 数字地球发展及研究现状 |
2.1 数字地球关键技术 |
2.1.1 三维空间数据模型 |
2.1.2 海量数据组织与调度 |
2.2 现有数字地球平台比较 |
2.2.1 Google Earth功能与特色 |
2.2.2 NASA World Wind功能与特色 |
2.2.3 Virtual Earth功能与特色 |
2.2.4 MapGIS Virtual Earth功能与特色 |
2.2.5 各种数字地球平台的比较研究 |
2.3 MapGIS Virtual Earth数据存储与管理 |
2.3.1 本地数据存储与管理 |
2.3.2 放数据的调度与管理 |
2.4 MapGIS Virtaul Earth服务扩展 |
2.4.1 功能的扩展 |
2.4.2 应用模式的扩展 |
2.5 本章小结 |
第三章 三维空间信息服务模型 |
3.1 面向服务的数字地球三维空间信息服务构架 |
3.2 面向服务的系统架构 |
3.3 空间信息服务共享机制 |
3.3.1 Web服务体系 |
3.3.2 XML与GML |
3.3.3 SOAP与XML消息传递 |
3.3.4 UDDI服务的发布与发现 |
3.4 OpenGIS空间信息服务 |
3.4.1 OpenGIS规范 |
3.4.2 网络地图服务(WMS) |
3.4.3 网络要素服务(WFS) |
3.4.4 网络覆盖服务(WCS) |
3.4.5 网络过程服务(WPS) |
3.5 REST构架 |
3.5.1 REST架构风格 |
3.5.2 REST设计原则与特点 |
3.5.3 REST与SOAP Web服务 |
3.6 三维空间信息服务构架 |
3.6.1 三维空间信息可视化 |
3.6.2 三维空间信息存储与管理 |
3.6.3 三维空间信息传输与调度机制 |
3.6.4 三维空间信息网络服务 |
3.7 本章小结 |
第四章 面向空间信息服务的数字地球模型 |
4.1 网络三维地球模型 |
4.1.1 数据块与消息缓冲池 |
4.1.2 球体管理模块 |
4.2 海量地理信息的存储与管理 |
4.2.1 全球瓦片金字塔模型 |
4.2.2 行业数据POI信息点 |
4.3 三维空间信息高效传输与分析机制 |
4.3.1 压缩与安全传输 |
4.3.2 异步调用机制 |
4.3.3 负载均衡机制 |
4.3.4 容错机制 |
4.4 三维空间信息建模及可视化 |
4.4.1 三维地表粗精度模型 |
4.4.2 三维地表高精度模型 |
4.5 三维空间信息网络服务技术 |
4.5.1 注册服务 |
4.5.2 描述服务 |
4.5.3 数据服务 |
4.5.4 查询服务 |
4.5.5 空间分析服务 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于数字地球的三维空间信息服务构建与集成 |
5.1 MVE框架 |
5.2 MVE功能结构 |
5.3 分布式部署方式 |
5.3.1 数据的分布式部署 |
5.3.2 服务的分布式部署 |
5.4 三维空间信息服务开发体系 |
5.4.1 数据的组织管理 |
5.4.2 服务的调度 |
5.4.3 三维空间信息可视化 |
5.4.4 基于AJAX和Flex三维空间信息服务功能体系 |
5.5 基于MVE的三维空间信息服务集成示范 |
5.5.1 环境配置 |
5.5.2 实现过程 |
5.6 本章小结 |
第六章 三维气象预警服务原型实现与验证 |
6.1 设计目标与原则 |
6.1.1 设计目标 |
6.1.2 设计原则 |
6.2 原型构架 |
6.2.1 功能设计 |
6.2.2 运行环境 |
6.2.3 结构设计 |
6.3 原型系统实现 |
6.3.1 应用实现 |
6.3.2 系统整合三维空间信息服务 |
6.3.3 系统整合OpenGIS服务 |
6.4 原型系统功能介绍 |
6.4.1 基本功能界面 |
6.4.2 气象信息分析 |
6.4.3 场景模拟分析 |
6.4.4 三维模型展示 |
6.5 性能与稳定性测试报告 |
6.6 预期社会效益 |
6.7 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 进一步工作 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(6)三维可视化集成矿山地测采信息系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义及目的 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.2.1 信息技术在矿业中的应用现状 |
1.2.2 国内外地矿软件研究进展 |
1.2.3 矿山地测采信息系统研究现状分析 |
1.3 主要研究内容 |
1.3.1 立题思想 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 论文组织结构 |
1.4 本章小结 |
第二章 基于地测空间信息数据库的地测数据采集与管理研究 |
2.1 地测信息数据库 |
2.1.1 地测矿产原始数据库 |
2.1.2 地测专题数据库 |
2.1.3 地测空间数据库 |
2.2 矿山地测数据分类及特征分析 |
2.2.1 矿山地测数据分类 |
2.2.2 地测数据特征分析 |
2.3 地测空间信息数据库的构建 |
2.3.1 地测空间信息数据库开发策略 |
2.3.2 地测空间信息数据库接口表结构设计 |
2.4 地测信息管理系统的研究与开发 |
2.4.1 系统设计相关技术研究 |
2.4.2 系统开发策略 |
2.4.3 地测数据采集及处理过程分析 |
2.4.4 系统功能设计与开发 |
2.5 本章小结 |
第三章 矿区工程三维可视化建模及算法研究 |
3.1 基于TIN和ARTP的地矿三维数据模型 |
3.2 三维真实感地形建模及可视化研究 |
3.2.1 趋势面法 |
3.2.2 距离幂反比法 |
3.2.3 克立格法 |
3.2.4 基于分形插值算法的地形模拟 |
3.2.5 基于矩形网格法的地形等值线的绘制 |
3.2.6 矿区地形三维可视化建模 |
3.3 巷道及井筒的三维建模和算法实现 |
3.3.1 巷道或井筒中心线加载断面的三维建模研究 |
3.3.2 基于顶、底板模型合成的巷道三维建模研究 |
3.4 三维岩性建模推估方法研究 |
3.5 矿体三维建模与可视化研究 |
3.5.1 矿体圈定及交互式修改 |
3.5.2 矿体三维建模 |
3.6 复杂地质体块段建模技术研究 |
3.6.1 传统块段模型建模方法 |
3.6.2 八叉树数据结构 |
3.6.3 基于八叉树结构的块段模型的构建 |
3.6.4 OBB树与八叉树相交测试算法 |
3.6.5 算法实现 |
3.7 本章小结 |
第四章 基于三维稳健克立格法的品位、储量计算技术研究 |
4.1 传统品位、储量计算方法评述 |
4.1.1 多边形法 |
4.1.2 距离幂反比法 |
4.1.3 传统储量计算方法存在的局限性 |
4.2 克立格空间内插与外推 |
4.2.1 平稳假设及内蕴假设 |
4.2.2 变异曲线 |
4.2.3 结构分析 |
4.2.4 克立格空间内插与外推方法 |
4.3 基于三维稳健克立格法的品位建模 |
4.3.1 模型定位及模型单元块构造 |
4.3.2 样品组合体的构成 |
4.3.3 空间数据搜索方法 |
4.3.4 品位建模及储量计算 |
4.4 本章小结 |
第五章 矿山地质编录图件的三维空间数字化研究 |
5.1 原始地质编录图件 |
5.1.1 原始编录的内容、格式和要求 |
5.1.2 巷道地质素描图 |
5.2 巷道地质编录三维空间数字化算法研究 |
5.2.1 基础数据 |
5.2.2 巷道两壁轮廓线生成算法 |
5.2.3 地质编录三维空间数字化及投影变换算法 |
5.3 基于C#.NET的交互式CAD技术研究 |
5.3.1 GDI+编程 |
5.3.2 基本图元类及交互绘图类的设计 |
5.3.3 坐标系统的设置 |
5.3.4 交互绘图技术及其实现 |
5.3.5. NET集合类的应用 |
5.4 地质编录智能分析系统的研究与开发 |
5.4.1 研究思路 |
5.4.2 系统工作原理 |
5.5 本章小结 |
第六章 三维可视化矿山地测采信息系统集成实现 |
6.1 基于OpenGL的矿区工程三维可视化开发理论与技术研究 |
6.1.1 OpenGL的体系结构 |
6.1.2 OpenGL的图形处理流程 |
6.1.3 基本图元的描述 |
6.1.4 三维图形显示流程 |
6.1.5 基于OpenGL的真实感图形绘制技术 |
6.1.6 矿区工程三维可视化框架 |
6.2 矿山三维建模系统的研究与开发 |
6.2.1 系统设计目标 |
6.2.2 系统设计原则 |
6.2.3 系统体系结构 |
6.2.4 系统模块的分类及其功能设计 |
6.2.5 系统开发环境 |
6.2.6 系统界面设计 |
6.3 地测采信息系统接口程序设计 |
6.3.1 测量数据接口程序 |
6.3.2 图件存储功能 |
6.3.3 数字化地质编录自动成图 |
6.4 系统应用实例 |
6.4.1 矿山矿区工程三维可视化模型的构建 |
6.4.2 矿山金属元素品位建模及储量计算 |
6.5 本章小结 |
第七章 全文总结 |
7.1 论文主要工作 |
7.2 论文取得的主要研究成果 |
7.3 后续工作 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间发表的论文及科研成果 |
(7)工程地质信息三维可视化关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题研究的背景和意义 |
1.2 地质可视化建模研究现状 |
1.2.1 地质建模方法的研究现状 |
1.2.2 地质建模软件的研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第二章 地质信息可视化关键技术概述 |
2.1 可视化技术 |
2.1.1 可视化技术介绍 |
2.1.2 OpenGL 绘图技术 |
2.2 虚拟现实技术 |
2.3 数据库技术 |
第三章 三维地质建模相关理论 |
3.1 三维地质建模概述 |
3.1.1 三维地质建模 |
3.1.2 三维地质建模技术难点 |
3.1.3 三维地质建模体系结构 |
3.2 空间数据的插值与拟合 |
3.2.1 插值方法介绍 |
3.2.2 插值方法的选择 |
3.3 三维地质数据模型 |
3.3.1 三维空间模型 |
3.3.2 面模型 |
3.3.3 体模型 |
3.3.4 混合三维模型 |
3.3.5 三维地质数据模型的选择 |
第四章 工程地质三维建模方法及实现 |
4.1 基于钻孔数据的地层划分 |
4.1.1 地层数据的来源 |
4.1.2 地层划分 |
4.2 建立多层DEM 模型 |
4.2.1 单层地层面DEM 的建立 |
4.2.2 DEM 地层面的相交处理 |
4.2.3 构建三维地层模型 |
4.2.4 特殊地质体的处理 |
4.3 用 OpenGL 实现三维地质体的可视化 |
4.3.1 MFC 中使用OpenGL 的关键步骤 |
4.3.2 利用OpenGL 绘制三维地质模型 |
4.4 工程地质三维模型的切割分析 |
4.4.1 工程地质三维模型的切割技术 |
4.4.2 三维地层可视化切割的实现 |
第五章 工程地质信息三维可视化系统的开发与应用 |
5.1 系统分析与设计 |
5.1.1 系统需求分析 |
5.1.2 系统总体设计 |
5.1.3 用户界面设计 |
5.1.4 系统软硬件环境 |
5.2 系统的开发实现 |
5.2.1 工程地质信息三维可视化系统实现框架 |
5.2.2 工程地质数据库的建立 |
5.2.3 数据插值预处理 |
5.2.4 三维地质体的可视化建模 |
5.2.5 三维模型交互显示 |
5.2.6 地质空间三维漫游 |
5.2.7 三维地质模型的切割 |
5.3 技术难点实现 |
5.3.1 坐标的标准化 |
5.3.2 二维屏幕坐标转化为三维世界坐标 |
5.3.3 切割面方程的确定 |
5.3.4 地质体的切割面的绘制 |
5.3.5 OpenGL 显示列表 |
5.4 图形特殊技术处理 |
5.5 工程应用实例 |
5.5.1 工程概况 |
5.5.2 工程的地质条件 |
5.5.3 系统功能 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(8)基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 研究背景 |
1.4 计算机辅助线路设计的研究与发展概况 |
1.4.1 国外的研究与应用概况 |
1.4.2 国内线路计算机辅助设计研究概况 |
1.4.3 铁路选线CAD的发展趋势 |
1.5 航测遥感技术在选线中的研究、发展与应用概况 |
1.5.1 航测遥感技术的发展及应用现状 |
1.5.2 铁路航测遥感技术发展和应用概况 |
1.5.3 国外航测遥感技术在选线设计中的应用 |
1.5.4 国内航测遥感技术在选线设计的应用 |
1.5.5 航测遥感技术在铁路选线设计中的应用展望 |
1.5.6 基于航测遥感技术的铁路选线系统研究概况 |
1.6 数字摄影测量发展与在铁路勘测设计中的应用 |
1.6.1 数字摄影测量发展概况 |
1.6.2 在铁路勘测设计中的应用 |
1.7 主要研究内容 |
1.8 论文结构 |
第二章 基于航测、卫星遥感的选线地理信息获取 |
2.1 选线系统地形环境信息获取 |
2.1.1 数据获取方法 |
2.1.2 数据预处理—DEM的粗差剔除 |
2.2 数字化地质信息获取与建模 |
2.2.1 遥感影像数据源与影像处理方法 |
2.2.2 矢量化遥感地质信息获取 |
2.2.3 栅格遥感解译影像的获取 |
2.2.4 数字化非遥感地质信息获取 |
2.2.5 数字地质对象建模方法 |
2.3 虚拟环境选线系统的数字地质技术 |
2.3.1 数字地质技术概念 |
2.3.2 数字地质技术主要内容 |
2.4 本章小节 |
第三章 选线系统三维地理环境建模 |
3.1 引言 |
3.2 三维地形环境建模 |
3.2.1 数字地形模型 |
3.2.2 建模算法分析 |
3.2.3 建模算法描述 |
3.2.4 模型数据组织与管理算法 |
3.2.5 模型场景管理 |
3.3 三维地质环境建模 |
3.3.1 建模基本思路 |
3.3.2 矢量化建模方法 |
3.3.3 栅格化建模方法 |
3.4 三维地理环境超地图模型 |
3.4.1 超地图概念 |
3.4.2 三维选线环境超地图模型 |
3.5 本章小结 |
第四章 遥感地质信息系统与地质知识库建模 |
4.1 遥感地质信息系统建模 |
4.1.1 建立遥感地质信息系统的意义和必要性 |
4.1.2 系统功能与系统结构 |
4.1.3 系统管理内容和数据组织 |
4.2 基于LM神经网络的工程地质综合评价预测模型 |
4.2.1 BP神经网络概述 |
4.2.2 改进BP算法-LM算法 |
4.2.3 LM神经网络模型建立 |
4.2.4 评价结果的三维可视化 |
4.3 地质知识库建模 |
4.3.1 概述 |
4.3.2 知识库设计 |
4.3.3 地质知识获取 |
4.3.4 地质知识表示方法 |
4.3.5 知识库推理 |
4.4 本章小结 |
第五章 三维地质体建模与可视化 |
5.1 引言 |
5.2 建模数据模型与数据结构 |
5.2.1 工程地质三维数据模型概述 |
5.2.2 数据结构分析 |
5.2.3 广义三棱柱数据模型 |
5.2.4 数据的预处理 |
5.2.5 数据结构 |
5.3 三维地质体建模 |
5.3.1 地形表面建模 |
5.3.2 地下三维地质体建模 |
5.3.3 地质剖面图的生成 |
5.3.4 三维插值算法 |
5.3.5 GTP体元加密算法 |
5.4 基于虚拟钻孔的误差修正技术 |
5.4.1 建模误差分析 |
5.4.2 基于虚拟钻孔的误差修正 |
5.5 基于工程地质三维模型的分析及可视化技术 |
5.5.1 钻孔、钻孔间的剖面查询 |
5.5.2 虚拟钻探取芯 |
5.5.3 三维模型的可视化表达 |
5.6 本章小结 |
第六章 线路三维环境动态仿真实现技术 |
6.1 概述 |
6.2 三维线路模型 |
6.2.1 设计线的三维自动化建模 |
6.2.2 三维线路曲面模型 |
6.3 三维空间观察原理 |
6.3.1 观察坐标系 |
6.3.2 三维几何变换 |
6.3.3 三维对象投影变换 |
6.3.4 基于OpenGL实现动态三维漫游 |
6.4 线路真实感图形绘制理论与算法 |
6.4.1 消隐处理 |
6.4.2 光照模型 |
6.4.3 插值明暗处理技术 |
6.4.4 纹理映射 |
6.4.5 基于OpenGL实现真实感图形绘制 |
6.5 本章小结 |
第七章 基于虚拟环境遥感选线方法研究 |
7.1 虚拟环境遥感选线方法概述 |
7.2 基于三维环境线路局部走向选择方法 |
7.2.1 三维设计环境中的三维交互技术 |
7.2.2 基于三维地面模型初步估计线路通道 |
7.2.3 控制点的选定 |
7.2.4 三维线路空间平面位置的确定 |
7.2.5 走向方案合理性初查 |
7.2.6 平面方案的自动生成 |
7.2.7 横断面方案的自动生成 |
7.3 基于虚拟地理环境的遥感选线技术 |
7.3.1 概述 |
7.3.2 选线模型 |
7.3.3 选线模式 |
7.3.4 基于超地图模型的地质环境识别与选线应用技术 |
7.4 基于遥感影像叠加的不良地质区域选线方法 |
7.4.1 选线方法概述 |
7.4.2 崩塌地段选线 |
7.4.3 泥石流地段选线 |
7.4.4 滑坡地段选线 |
7.5 基于虚拟地理环境的复杂地质区域线路方案评价模型 |
7.5.1 引言 |
7.5.2 评价模型的层次结构 |
7.5.3 评价模型的指标分析和属性值量化 |
7.5.4 评价模型的实现 |
7.6 本章小节 |
第八章 研究方法的实现及验证 |
8.1 系统主要构成和功能 |
8.1.1 主要特点 |
8.1.2 运行环境 |
8.1.3 软件编制依据 |
8.1.4 系统结构 |
8.1.5 系统主要功能 |
8.2 实验验证 |
8.2.1 实验地区概况 |
8.2.2 三维地理环境建模的实验 |
8.2.3 实验区遥感地质解译成果 |
8.2.4 选线设计实验 |
8.3 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的主要论文情况 |
攻读博士学位期间完成的主要科研工作 |
(9)海洋环境综合数据时空建模与可视化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 GIS在海洋领域的应用现状 |
1.2.2 GIS数据模型在海洋领域的拓展研究 |
1.2.3 GIS可视化技术的研究现状 |
1.3 论文的研究内容 |
1.4 论文组织和章节安排 |
第二章 海洋环境综合数据时空建模方法 |
2.1 海洋环境综合数据分析 |
2.2 基于场和对象的联合表达模型 |
2.3 时态表达模型 |
2.3.1 时态GIS |
2.3.2 时空模型在海洋中的应用 |
2.4 集成场和特征的面向对象海洋环境数据模型 |
2.4.1 面向对象的数据模型及特征 |
2.4.2 海洋环境数据模型总体结构描述 |
2.4.3 海洋环境综合数据集组织 |
2.4.4 海洋时空对象组织 |
2.5 本章小结 |
第三章 GIS可视化技术框架 |
3.1 科学计算可视化与地学可视化 |
3.1.1 科学计算可视化 |
3.1.2 地学可视化与GIS可视化 |
3.2 虚拟现实与虚拟GIS |
3.2.1 虚拟现实 |
3.2.2 虚拟GIS |
3.3 三维图形技术 |
3.3.1 三维图形显示基本原理 |
3.3.2 OpenGL与三维可视化开发技术 |
3.4 空间数据库引擎技术 |
3.5 WebGIS可视化 |
3.6 分布式与网格计算 |
3.6.1 分布式技术 |
3.6.2 网格计算 |
3.7 基于GIS的可视化技术集成框架 |
3.8 本章小结 |
第四章 基于空间数据库的海洋环境数据可视化 |
4.1 海洋数据存储管理模式 |
4.2 数据库一体化管理技术路线 |
4.3 Oracle数据库存储方案 |
4.3.1 海洋栅格数据存储方案 |
4.3.2 海洋矢量数据存储方案 |
4.3.3 海洋实测及环境数据存储方案 |
4.3.4 海洋遥感数据的实时入库与分发 |
4.4 基于数据库可视化关键技术 |
4.4.1 多分辨率分块金字塔构建 |
4.4.2 海量数据索引技术 |
4.4.3 遥感影像数据的实时调度与显示技术 |
4.5 系统测试 |
4.6 本章小结 |
第五章 海洋环境数据的时空可视化 |
5.1 基于空间维的可视化 |
5.1.1 二维可视化 |
5.1.2 2.5维可视化 |
5.1.3 三维可视化 |
5.2 三维标量场数据的体可视化 |
5.2.1 海洋环境散乱数据插值 |
5.2.2 海洋环境三维场数据体绘制 |
5.2.3 三维等值面法 |
5.3 时空动态可视化 |
5.3.1 基于过程的海洋环境数据可视化 |
5.3.2 时空符号化 |
5.4 本章小结 |
第六章 海洋虚拟环境建模与可视化 |
6.1 虚拟GIS与海洋环境虚拟可视化 |
6.2 虚拟场景三维绘制引擎的设计 |
6.3 虚拟海洋环境的建立 |
6.3.1 天空背景 |
6.3.2 雨雪 |
6.3.3 雾气 |
6.3.4 模型 |
6.3.5 海底地形 |
6.4 海浪的真实感绘制 |
6.4.1 海浪数学模型 |
6.4.2 海浪模型构造 |
6.4.3 基于硬件的加速 |
6.5 系统测试 |
6.6 本章小结 |
第七章 面向网格的海洋环境数据可视化初步研究 |
7.1 基于网格的分布式可视化 |
7.2 网格体系架构 |
7.3 面向网格的海洋环境数据可视化系统 |
7.3.1 系统结构设计 |
7.3.2 可视化任务执行流程 |
7.4 初步实验结果 |
7.5 本章小结 |
第八章 应用实例 |
8.1 全球海洋环境观测数据(ARGO)处理系统ARGOGIS |
8.2 海监飞机扫描仪资料三维仿真和演示GIS系统 |
8.3 国家863海洋水质环境信息服务系统 |
8.4 浙江海洋水质遥感速报GIS系统 |
8.5 本章小结 |
第九章 总结与展望 |
9.1 内容总结 |
9.2 主要创新点 |
9.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
图索引 |
表索引 |
攻读博士期间发表论文 |
(10)基于虚拟城市的三维空间模型的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 国内外虚拟城市的研究现状 |
1.3 本文主要研究内容和论文的结构安排 |
第二章 虚拟现实及虚拟城市 |
2.1 虚拟现实 |
2.2 虚拟城市 |
第三章 虚拟城市的建模技术 |
3.1 虚拟城市系统三维景观建模的实现方法 |
3.2 虚拟城市环境建模 |
3.3 三维空间建模 |
3.4 基于建模软件的城市建模 |
3.5 三维图形的几何变换 |
3.6 虚拟城市中的关键技术 |
第四章 三维城市空间模型 |
4.1 地形的三维空间建模 |
4.2 地物的三维空间模型 |
4.3 地形与地物的集成 |
第五章 三维图形程序的设计接口 |
5.1 为什么选择OpenGL |
5.2 OpenGL简介 |
5.3 Windows操作系统平台下的OpenGL编程 |
第六章 三维虚拟城市再现 |
6.1 系统概述 |
6.2 系统环境设置 |
6.3 系统实现 |
第七章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
四、基于OpenGL的多层三维空间实体叠加建模(论文参考文献)
- [1]天气雷达基数据三维可视化方法研究[D]. 陆源. 南京信息工程大学, 2016(05)
- [2]厚松散层条件三维地质建模与开采沉陷规律研究[D]. 刘吉波. 中国矿业大学(北京), 2014(02)
- [3]基于数字化特征的城市地下空间建模技术的研究[D]. 谷是萌. 河北工业大学, 2013(07)
- [4]地质空间曲面重构及三维建模方法探讨[D]. 张春峰. 兰州大学, 2012(09)
- [5]数字地球三维空间信息服务关键技术研究[D]. 罗显刚. 中国地质大学, 2010(12)
- [6]三维可视化集成矿山地测采信息系统研究[D]. 周智勇. 中南大学, 2010(11)
- [7]工程地质信息三维可视化关键技术研究[D]. 李莉. 天津城市建设学院, 2008(06)
- [8]基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究[D]. 吕希奎. 西南交通大学, 2008(06)
- [9]海洋环境综合数据时空建模与可视化研究[D]. 黄杰. 浙江大学, 2008(07)
- [10]基于虚拟城市的三维空间模型的研究[D]. 肖源源. 贵州大学, 2008(02)