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基于网格服务的三维城市模型的可视化研究

计算机工程 2006年第4期32卷 217-219,235页

作者：金宝轩边馥岺武汉大学空间信息与数字工程研究中心武汉430079

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... 详细信息

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。

关键词：网格服务三维城市模型 SOAP消息三维可视化

三维城市模型的建立以及基于WEB的可视化研究及应用

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三维城市模型的建立以及基于WEB的可视化研究及应用

作者：程鑫上海交通大学

学位级别：硕士

随着GIS的发展,数字城市已经经历了从出现到发展日益成熟。数字城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、仿真-虚拟技术等对城市进行多分辨率、多尺度、多时空... 详细信息

随着GIS的发展,数字城市已经经历了从出现到发展日益成熟。数字城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、仿真-虚拟技术等对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述。数字城市的成功应用离不开三维城市模型。这是因为相对于二维模型,三维城市模型可以给予用户更真实的用户体验和更直接的用户交互方式。利用三维城市模型,用户不需要查看并理解抽象的二维地图,而是可以在虚拟现实环境中鸟瞰、行走、远望、近观,并且可以实现三维相关的分析,如日照分析。互联网络的迅速崛起和在全球范围内的飞速发展,使万维网(Web)成为高效的信息发布平台。如果能将数字城市与Web技术相结合,人们就可以方便地从因特网的任意节点浏览和获取数字城市的信息,还可以进行各种在线的地理空间分析,使得数字城市能够得到更广泛的应用。如果能让用户在Web浏览器上就可以在虚拟现实环境中查看和操作三维城市模型,将会给用户带来更好的用户体验。因此,建立具有真实感、不同精度的细节层次、大范围的三维城市模型,并在Web客户端上实现三维城市模型的可视化,将会带来便捷的服务、真实的用户体验、丰富的功能和直接的用户交互方式。这样的特性也会给该GIS软件产品带来更强的竞争优势。由此可见,有关这个课题的研究是非常有意义的。Autodesk公司的LandXplorer系统是主要用于城市规划的一款三维数字城市产品。本文以LandXplorer的开发为基础,对相应课题展开研究,产生了一定的成果。本文主要由以下几个部分组成。1.论述了数字城市的发展历史及现状,指出三维城市模型是数字城市的重要部分。2.介绍了LandXplorer系统的架构设计,作为后续的工作的铺垫。3.研究了如何建立数字城市的三维模型以及在Web客户端上实现三维城市模型的可视化,并对一些关键问题提出解决方案:a)提出了以FDO为导入数据的工具,将异构数据源中的GIS数据集成到一个数据模型中。b)根据二维GIS信息生成地形、建筑、道路、树木及公共设施等的三维模型,实现低成本的、快速的三维城市模型的生成。c)以四叉树的方式存放模型和实现细节层次(LOD)d)采用Java OpengGL实现Web端的三维场景渲染。4.作为Web客户端上三维城市模型可视化的具体实践,详细地论述了LandXplorer系统中Web-based Viewer子系统的设计与实现。5.最后总结了已完成的工作和对未来的进行展望。

关键词：三维城市模型可视化数字城市 Web GIS

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三维城市模型数据组织与存储方法研究

三维城市模型数据组织与存储方法研究

作者：杨武湖南科技大学

学位级别：硕士

随着信息获取技术的飞速发展，每天都有TB级的数据增加，三维城市模型数据作为三维GIS的重要内容，在数字城市和智慧城市建设过程中具有重要意义，但是由于数据结构复杂，其数据量具有海量性，因此，如何高效的组织和存储海量三维城市... 详细信息

随着信息获取技术的飞速发展，每天都有TB级的数据增加，三维城市模型数据作为三维GIS的重要内容，在数字城市和智慧城市建设过程中具有重要意义，但是由于数据结构复杂，其数据量具有海量性，因此，如何高效的组织和存储海量三维城市模型数据，以满足数据的长效管理及三维GIS系统的快速可视化和空间辅助决策，成为近年来的研究热点。对于大范围三维城市场景，进行空间划分和模型简化是必不可少的技术，以往的数据划分方法区域变化频繁，使得数据更新和管理变得困难，需要寻找一种更为稳定且具有公认性的数据划分方法，本文在前人研究基础上，对数据划分方法和模型简化算法进行了研究，提出了基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法及改进边折叠简化算法，并采用非关系数据库进行存储验证。本文主要研究成果如下：1）地形图具有世界公认的分幅方法，以大比例尺标准图幅作为建模单元进行空间数据划分，对于三维模型跨图幅分割现象建立空间拓扑关系模型解决，并对划分后的三维模型进行统一规则的命名编码。2）基于以上划分方法，进行基于规则的批量建模，并建立4个LOD分级。简化算法采用边折叠算法，借鉴小波系数原理，提取矫正系数，对折叠新顶点位置进行修正，获得更趋向于原始曲面的简化模型。3）非关系数据库对于海量数据存储和高并发访问具有强大优势。本文通过构建MongoDB分片集群服务器进行三维模型的存储，该存储方法可以根据数据量大小灵活而增加分片服务器，数据库扩展及更新比较方便，并通过实验验证该方案的效果。

关键词：三维城市模型数据划分空间拓扑简化算法细节层次模型 MongoDB

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基于合并与典型化的三维城市模型综合

系统仿真学报 2013年第11期25卷 2649-2654页

作者：毛波曹杰伍之昂南京财经大学电子商务江苏省重点实验室南京210003

精细三维城市模型数据量极大,已成为在线可视化的瓶颈。为此,提出一种基于合并与典型化的三维城市模型综合算法,针对三维城市模型中的地标、相邻以及线性分布三类形态,分别实施保留、合并、与典型化操作。设计一种多细节层次的树形结构... 详细信息

精细三维城市模型数据量极大,已成为在线可视化的瓶颈。为此,提出一种基于合并与典型化的三维城市模型综合算法,针对三维城市模型中的地标、相邻以及线性分布三类形态,分别实施保留、合并、与典型化操作。设计一种多细节层次的树形结构首次将合并与典型化操作统一到三维模型的综合简化过程中,可以根据实际需求显示不同细节层次的模型,实现动态可视化。在CityGML真实数据集上的实验结果表明,所提出的综合简化方法能在保留原三维模型视觉特征的前提下,有效减少动态显示过程中所需载入的数据量,节省载入时间。

关键词：三维城市模型多层次细节合并典型化动态显示

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三维城市模型若干关键技术的研究

三维城市模型若干关键技术的研究

作者：高山武汉大学

学位级别：硕士

二维GIS将三维空间中的对象抽象为点、线、面,并投影到平面上进行表达,由于这种模型具有广泛的适用性,因此迅速应用到各个领域,理论技术的成熟使二维GIS日趋标准化。然而,随着GIS应用在广度和深度的扩展,二维GIS所固有的局限也日益突出... 详细信息

二维GIS将三维空间中的对象抽象为点、线、面,并投影到平面上进行表达,由于这种模型具有广泛的适用性,因此迅速应用到各个领域,理论技术的成熟使二维GIS日趋标准化。然而,随着GIS应用在广度和深度的扩展,二维GIS所固有的局限也日益突出,越来越多的领域,如地质、采矿、海洋、气象等部门,都要求GIS具有处理真三维数据的能力。三维GIS的研究成为GIS的一个重要发展方向。城市,是一个地区政治经济和文化中心,也是GIS应用得最多、最深刻的领域。二维功能的相对成熟使得对三维功能的需求变得更加突出,许多部门如城市规划、环境保护、管线铺设等,都要求GIS具有三维功能,由此产生了三维城市模型的概念及其相关研究。三维城市模型(3DCM)是用计算机对城市里所有固定对象的表达,是关于城市描述的三维计算机模型。它使得对城市景观的描述摆脱了常规的基于平面图和三维实物模型的表达方式,代之以计算机辅助的三维表现。然而,目前大多数三维GIS软件还停留在可视化与动画制作上,对其中的许多关键问题,如:三维数据模型、拓扑关系、建模理论以及数据库建设,尚未形成统一的认识和成熟的模型,这在一定程度上阻碍了GIS的深层应用。本文主要研究了三维城市模型的相关理论与技术,理论上提出并阐述了拓扑关系、尺度以及可视化与认知等问题;技术层面上,系统讨论了三维城市模型的建设方法及关键技术,并对三维城市模型的发展进行了展望和思考。

关键词：三维城市模型三维可视化三维建模地理信息系统数字城市

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三维城市模型数据的可视化及应用实践

三维城市模型数据的可视化及应用实践

作者：孙铁军中南大学

学位级别：硕士

自上世纪90年代于欧洲提出并在城市建设领域得到应用,目前三维城市模型已得到一定程度的发展,许多研究者从不同角度对三维城市模型进行了研究,而很多数据服务商已经能够提供全球范围内不同城市的三维模型。三维城市模型可以认为是3DGIS... 详细信息

自上世纪90年代于欧洲提出并在城市建设领域得到应用,目前三维城市模型已得到一定程度的发展,许多研究者从不同角度对三维城市模型进行了研究,而很多数据服务商已经能够提供全球范围内不同城市的三维模型。三维城市模型可以认为是3DGIS一种并不成熟但得到一定程度应用的系统原型,当前的研究,集中于三维城市模型的数据获取、数据模型、数据管理、可视化、空间分析等方面。数码城市是关于城市的一种逼真的三维数字表示,使人们可以探察汇集有关城市的自然和人文信息,并与之互动。三维城市模型是数码城市的基本内容,不仅具有多种细节层次的几何表达,还提供具有相片质感的表面描述如逼真的材质和纹理特征以及其他相关的属性信息。论文的主要研究工作集中在以下几个方面:(1)阐述了三维城市模型数据可视化的意义,可视化不仅是GIS有效的前端界面,也是空间信息查询与分析的有利环境。(2)分析了三维城市模型的数据类型、来源以及实现三维实时可视化所需的数据管理机制。(3)提出了三维城市模型数据的可视化方法,包括多种数据类型融合和调度、多维多视图表示、交互式三维可视化以及可视化环境下的空间分析与查询。此外,以深圳市数字城市演示系统的研发工作为背景,设计并实现了数码城市GIS数据浏览器,并提出了判定三维城市模型数据可视化效果优劣程度的标准。

关键词：三维城市模型可视化数码城市 GIS

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三维城市模型的数据质量控制

三维城市模型的数据质量控制

作者：李华玮武汉大学

学位级别：硕士

数码城市（CyberCity）是城市信息化发展的一个主要方向，数码城市的基本内容是三维城市模型（3D City Model，简称3DCM）。随着数码城市的不断深入发展和日益广泛的应用，人们越来越关注3DCM逼真性和应用能力。在数码城市的建设和日益... 详细信息

数码城市（CyberCity）是城市信息化发展的一个主要方向，数码城市的基本内容是三维城市模型（3D City Model，简称3DCM）。随着数码城市的不断深入发展和日益广泛的应用，人们越来越关注3DCM逼真性和应用能力。在数码城市的建设和日益广泛的应用中，3DCM的数据质量是关键因素之一。 3DCM的数据内容、生产工艺和数据生产的全面质量控制是本文的主要内容。本文首先根据数码城市的应用目的和要求，对3DCM数据的主要内容进行了研究;并结合到当前国内数据生产的主流硬件和软件条件，设计了实用的3DCM数据的生产工艺;从数据类型、生产周期、生产成本、数据的社会化应用等方面，分析影响3DCM数据质量的因素、生产流程，在传统2D空间数据生产准则与质量标准的基础上探讨3DCM的数据采集准则和技术规程;针对3DCM的逼真可视化要求和社会化分析应用能力，设计了3DCM数据的质量控制方法。以上方案和指标已经应用于实际的数据生产项目，实践表明有关结论是正确的和实用的。

关键词：数码城市三维城市模型全数字摄影测量全面质量控制抽样检查

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三维城市模型的构造方法与可视化研究

三维城市模型的构造方法与可视化研究

作者：金宝轩昆明理工大学

学位级别：硕士

三维城市模型的构建与应用是目前国际GIS及其相关科学研究的热点，具有多功能的三维城市模型在建筑、土木工程、交通、地质、测绘、城市规划、市政工程设计、网络与多媒体等许多领域有着广泛的应用前景。另外，随着”数字地球”、”数... 详细信息

三维城市模型的构建与应用是目前国际GIS及其相关科学研究的热点，具有多功能的三维城市模型在建筑、土木工程、交通、地质、测绘、城市规划、市政工程设计、网络与多媒体等许多领域有着广泛的应用前景。另外，随着”数字地球”、”数字城市”等概念的提出，三维城市模型的构建方法显得越来越重要。本文首先讨论了国内外3DGIS理论的研究现状，对已有的三维城市模型进行了分析和比较，着重探讨了三维城市模型中的地形模型、建筑物模型、道路及水系模型、独立地物模型的构造方法，对地形模型采用TIN和GRID的建模方法，对建筑物总结出了一种基于三角剖分及分层组合方法实现建筑物的模型构造，对道路及水系等地物采用三角形片面剖分实施单独控制，最后融入DEM中。本文在建立了三维城市模型的基础上，就如何实现三维城市模型的可视化方法进行了讨论，主要采用面向对象的语言Visual C结合三维图形开发工具OpenGL来实现。另外，在三维模型的可视化场景中，实现了一些3DGIS的交互操作和空间分析功能，结合论文的目标，开发了一个实验系统，对三维城市的建模方法进行了论证，实现了DEM模型的快速构建及等高线的追踪和地图分幅，实现了三维城市模型的可视化，在可视化的基础上实现了部分空间交互操作和空间分析，如：空间坐标查询、断面切割、距离和面积量算、建筑物属性查询、三维动态漫游等。最后，对实验结果进行了总结，提出了有待进一步解决和研究的方向。

关键词：三维城市模型三角剖分及分层组合方法 TIN 可视化

基于CityGML的三维城市模型实时可视化研究

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系统仿真学报 2012年第6期24卷 1243-1246,1253页

作者：许娇龙李军景宁国防科学技术大学电子科学与工程学院长沙410073

针对CityGML(City Geography Markup Language)城市模型实时可视化问题,提出一种流式读取与数据绑定结合的快速解析办法以及多线程并行处理的数据加载策略,通过将模型数据重新组织成Direct3D网格对象实现了对三维图形的高效渲染。实验... 详细信息

针对CityGML(City Geography Markup Language)城市模型实时可视化问题,提出一种流式读取与数据绑定结合的快速解析办法以及多线程并行处理的数据加载策略,通过将模型数据重新组织成Direct3D网格对象实现了对三维图形的高效渲染。实验部分给出了.Net平台下基于C#与Direct3D的三维可视化结果,证明了方法的有效性。

关键词： CityGML 实时可视化三维城市模型三维GIS