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道路工程网络三维交互式可视化关键技术研究及应用

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道路工程网络三维交互式可视化关键技术研究及应用

作者：朱江中南大学

学位级别：硕士

道路工程网络三维可视化技术是实现道路工程领域信息化的一项重要内容,在道路工程的应用可以贯穿设计、施工及运营的全生命周期,具有重要的研究意义。本文综合应用了道路路线设计、计算机网络技术、计算机图形学、网络地理信息系统等理... 详细信息

道路工程网络三维可视化技术是实现道路工程领域信息化的一项重要内容,在道路工程的应用可以贯穿设计、施工及运营的全生命周期,具有重要的研究意义。本文综合应用了道路路线设计、计算机网络技术、计算机图形学、网络地理信息系统等理论和方法,针对道路工程网络三维可视化中道路三维建模、网络框架、海量三维模型数据的调度与快速传输以及与网络地理信息系统的集成等关键问题进行了深入的研究。主要研究内容和成果如下:(1)在分析和对比几种常用的计算机网络模型及体系结构的基础上,设计了基于HTTP协议的三层B/S网络架构,该架构能够充分满足道路工程网络三维可视化的可靠性、扩展性、灵活性等要求。(2)基于几何三维模型构建技术,实现了组成道路三维场景各要素模型的快速建模,将道路三维场景这一复杂实体划分为若干要素子实体,分别研制了各子实体的三维建模方法,然后将各子模型拼合成整体,为道路工程网络三维可视化研究提供了建模基础。(3)针对海量道路三维模型数据实时快速传输与当前网络带宽限制的矛盾,提出了一种面向传输的多分辨率简化算法,该算法在服务器端将原始三维模型分解为最粗糙模型和一系列细节层次记录,并且最粗糙模型在客户端具有自动恢复到原始模型的能力,实现了客户端海量模型数据的“边浏览,边下载”。结合离散化处理、数据缓存、数据压缩等技术进一步优化了海量模型数据的管理和传输。(4)提出了基于高性能图形显示卡的客户端道路三维场景快速绘制方法,综合运用可视范围撷取、显示列表、VBO等技术提高复杂道路三维模型在远程客户端的渲染效率,并分析讨论了GPU可编程技术在道路工程网络三维可视化中的应用前景。(5)研究了Web3D与WebGIS的集成和交互技术。在构建了一种基于MapXtreme的道路工程WebGIS平台的基础上,设计了Web3D系统与WebGIS系统的客户端联动和双向通信机制,实现了在客户端三维交互式场景和二维电子地图中,针对道路工程设计信息和实时施工信息的远程快速查询。(6)综合运用以上所述方法和技术,在导师的指导和同学的协助下,结合有关课题,采用J2EE、Jogl等编程工具,开发了基于Web3D与WebGIS的高速公路建设信息远程可视化综合查询平台,并将该平台应用于常吉和广巴高速公路建设管理中,实践证明了本文所述关于道路工程三维网络可视化的理论和方法的实用性和正确性。

关键词：道路工程网络三维可视化模型简化 Jogl 网络地理信息系统

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顾及约束的网络道路三维模型简化方法

中南大学学报（自然科学版） 2013年第4期44卷 1517-1524页

作者：蒲浩李伟赵海峰宋占峰中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

针对道路三维模型数据呈海量,且包含大量约束边界的特点,提出顾及约束的网络道路三维模型简化方法。在服务器端已建立道路三维整体模型的基础上,首先提出顾及约束的半边折叠误差度量方法;然后,在服务器端采用半边折叠操作对初始道路模... 详细信息

针对道路三维模型数据呈海量,且包含大量约束边界的特点,提出顾及约束的网络道路三维模型简化方法。在服务器端已建立道路三维整体模型的基础上,首先提出顾及约束的半边折叠误差度量方法;然后,在服务器端采用半边折叠操作对初始道路模型进行整体简化,同时建立操作层次树;最后,建立远程视相关模型重构准则,在操作层次树上确定需传输至客户端的视相关结点数据,并结合约束边优先策略,在客户端实现道路三维模型的快速视相关重构。研究结果表明:该方法简化率高,远程动态浏览时保留必要的约束边界,需要传输的数据量小,满足道路远程实时交互式可视化要求。

关键词：道路工程网络三维可视化三维模型简化误差度量视相关重构

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网络环境下道路三维整体建模与简化方法

计算机应用 2013年第2期33卷 525-529页

作者：蒲浩李伟赵海峰中南大学土木工程学院长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室长沙410075

为实现网络环境下道路工程的三维可视化,对其中的关键技术:顾及约束的整体模型构建及模型简化方法进行了研究。基于约束Delaunay三角网构建理论,建立了外形与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型。提出了顾及道路约束边界的半边折叠误... 详细信息

为实现网络环境下道路工程的三维可视化,对其中的关键技术:顾及约束的整体模型构建及模型简化方法进行了研究。基于约束Delaunay三角网构建理论,建立了外形与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型。提出了顾及道路约束边界的半边折叠误差度量方法,采用半边折叠操作,在服务器端对道路模型进行整体简化,并建立操作层次树存储操作记录;提出了约束边优先细化,延迟简化的视相关策略,结合视相关重构准则,减少网络可视化所需传输的数据量,在客户端实现了道路三维模型的快速重构。基于上述原理方法开发了相关系统,已在高速公路的网络建设管理中成功应用。

关键词：道路工程网络三维可视化顾及约束道路整体建模三维模型简化误差度量

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网络三维GIS若干技术问题研究

网络三维GIS若干技术问题研究

作者：施加松解放军信息工程大学

学位级别：硕士

伴随着GIS向三维化、网络化方向发展趋势，网络三维GIS成为GIS研究领域的热点。本文总结了国内外现有的Internet／Intranet环境下网络三维GIS系统的结构体系，分析了其优缺点，在此基础上提出了在服务器端对数据进行简化、存储和管理，... 详细信息

伴随着GIS向三维化、网络化方向发展趋势，网络三维GIS成为GIS研究领域的热点。本文总结了国内外现有的Internet／Intranet环境下网络三维GIS系统的结构体系，分析了其优缺点，在此基础上提出了在服务器端对数据进行简化、存储和管理，而将耗时多、计算量大的三维建模和显示工作移放在客户端的三层结构体系和网络模型;分析了三维场景可视化应用对数据组织方法的具体需求，结合网络环境下三维空间数据的特点，选择和设计了适合于网络三维场景空间数据的组织方法;设计了网络三维数据实时动态调度的框架体系，应用多线程技术实现了数据的异步传输，使用缓存技术提高整个网络的反应速度;系统分析了网络三维场景可视化过程，利用Java3D技术实现了客户端三维场景的地形、建筑物以及有关复杂地物模型的三维显示，实现了客户端三维场景终端、化身和独立视点控制等漫游方式，实现了空间、属性信息双向查询等互操作。

关键词：网络三维GIS Java3D 结构体系网络三维可视化多线程

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基于地质统计学的煤质预测系统研究与实现

基于地质统计学的煤质预测系统研究与实现

作者：谭勇西安科技大学

学位级别：硕士

对煤炭资源的分布、储量、品位进行预测,是煤炭地质研究工作的热点,其中,探究煤质空间分布并提高预测精度显得非常重要。空间插值是煤质预测的基础和关键,插值模型是否科学、合理直接影响预测精度的高低。然而,传统插值方法的估计误差... 详细信息

对煤炭资源的分布、储量、品位进行预测,是煤炭地质研究工作的热点,其中,探究煤质空间分布并提高预测精度显得非常重要。空间插值是煤质预测的基础和关键,插值模型是否科学、合理直接影响预测精度的高低。然而,传统插值方法的估计误差较大或存在系统偏差,地质统计学方法也因模型参数拟合的自动化程度不高而使其在商业软件中的简便性和通用性有所下降。因此,实现地质统计学方法模型参数拟合的自动化,将煤质空间分布及走势以图形化方式展示,具有重要的现实意义和应用价值。本文首先介绍地质统计学的研究内容及其在储量估算问题中相对于传统估算方法和经典概率统计方法的优越性,总结地质统计学方法的特点和适用条件。详细阐述区域化变量、半变差函数、估计方差等地质统计学基础理论;深入分析普通克里金估值模式及其优越性——无偏性和最优性。继而,对比半变差函数及相对半变差函数的计算方法,归纳了影响变差函数值准确程度的因素,如区域化变量的选择、特异值的有效处理、数据量的确定等;比较加权线性规划方法与常规的变差函数拟合方法的应用效果,并利用加权线性规划方法拟合克里金球状模型,实现球状模型参数拟合的自动化,并通过交叉验证法和综合指标法对模型的最优性进行检验。随后,介绍Java 3D绘图原理及程序开发流程,通过将Java 3D Applet程序嵌入网页,利用Servlet实现了Java 3D Applet访问数据库;采用数字签名和截屏实现Java 3D绘制图形的保存,进而实现地质图件的打印。最后,本系统采用J2EE编程框架,并利用Oracle 9i建立矿井地质、煤质数据库。同时,通过Java 3D场景图结构对地质图件进行建模,描述了基于规则网格等值线的绘制过程,设计并实现煤质预测系统,从而验证本文研究成果的可行性与有效性。

关键词：煤质预测克里金球状模型 Java 3D 网络三维可视化数字签名