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VLDMS:面向可视化的海量激光点云分布式管理方案

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测绘地理信息 2023年第6期48卷 100-105页

作者：庞兆星关雪峰徐清杨吴华意武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

现有点云存储方案无法有效支持大规模场景下海量激光点云的高效可视化,存在LOD(level of detail)构建时间长、查询调度效率低等问题。为此,提出了一种面向可视化的海量激光点云分布式管理方案VLDMS(visualization-ori⁃ented distributed... 详细信息

现有点云存储方案无法有效支持大规模场景下海量激光点云的高效可视化,存在LOD(level of detail)构建时间长、查询调度效率低等问题。为此,提出了一种面向可视化的海量激光点云分布式管理方案VLDMS(visualization-ori⁃ented distributed management scheme)。该方案首先设计了Grid-KDBTree结构实现数据均衡分区,基于Spark实现点云的分布式LOD构建,同时基于HBase设计了点云多层级存储模型和相应的视锥体查询算法。实验证明,该方案能实现海量点云数据的LOD快速构建和视锥体高效查询,且随数据集增大该方案表现出良好的扩展性。

关键词：激光点云分布式 LOD 多层级存储视锥体查询

Quantitative analysis of uranium in electrorecovery salt of pyroprocessing using laser-induced breakdown spectroscopy

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Plasma Science and Technology 2021年第5期23卷 96-103页

作者： Seul-Ki HAN Se-Hwan PARK Seong-Kyu AHN Korea Atomic Energy Research Institute Yuseong-guDaejeon 34057Republic of Korea Korea Institute of Industrial Technology Yeonsu-guIncheon21999Republic of Korea

The amounts of nuclear materials in the Li Cl-KCl salt in pyroprocessing have to be analyzed to prevent the diversion of the nuclear material.An alternative method to the chemical analysis has been pursued,and laser-induced breakdown spectroscopy(LIBS)is one candidate.In the present work,an in situ and quantitative analysis method of electro-recovery(ER)salt was proposed and demonstrated by using LIBS combined with dipstick sampling.Two types of simulated salt samples were prepared:ER salt sample and salt obtained from the dipstick sampling,and pulsed neodymium-doped yttrium aluminum garnet(Nd:YAG)laser with a wavelength of 532 nm was focused on the salt to generate plasma.The plasma emission was measured by using an Echelle spectrometer with a resolution of 0.01 nm in conjunction with an Intensified Charge-Coupled Detector camera.The U and other rare earth peaks in the spectra were identified.The best Limit of Detection and Root Mean Square Error of Calibration of U were 38 ppm and 0.0203 wt%,respectively.Our work shows that the U in the pyroprocessing ER salt can be monitored with LIBS.

关键词： LIBS uranium LOD RMSEC

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基于精细拓扑的矿井排水系统多尺度建模

金属矿山 2022年第11期51卷 216-221页

作者：李雯静张馨心焦宇豪武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081

构建矿井排水系统BIM模型是实现矿山生产信息现代化的客观要求,受矿山企业排水日常管理需求的影响,模型认知呈现多层次性,需要有精细结构的全景模型来满足不同层次的应用需求。因此,从语义特征的角度构建了矿井排水系统的多尺度BIM模型... 详细信息

构建矿井排水系统BIM模型是实现矿山生产信息现代化的客观要求,受矿山企业排水日常管理需求的影响,模型认知呈现多层次性,需要有精细结构的全景模型来满足不同层次的应用需求。因此,从语义特征的角度构建了矿井排水系统的多尺度BIM模型,并提出了“拓扑精细度”概念,探索在多尺度建模的基础上模型间的拓扑关系的变化,用以搭建矿井排水系统参数化族库及实现多尺度应用场景。通过试验论证,该方法能够关联矿井排水系统全生命周期中设计、施工及日常管理的各个流程,有助于提升模型的层次清晰度,减少细节冗余,提高建模工作效率,为满足矿井排水系统BIM管理的综合应用需求提供了数据支撑。

关键词：矿井排水系统多尺度建模 BIM LOD 拓扑精细度

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基于语义多尺度的矿山地下空间建模方法

工矿自动化 2022年第3期48卷 129-134页

作者：李雯静张馨心林志勇邱莉邱立强武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

针对基于语义的地下矿山实体建模方法细节层次划分不够详细、模型配置自由度较小、缺乏多尺度精细化表达的问题,将参数化建模和语义多尺度思想应用到矿山多细节层次(LOD)模型构建中,提出基于语义多尺度的矿山地下空间建模方法。确定建... 详细信息

针对基于语义的地下矿山实体建模方法细节层次划分不够详细、模型配置自由度较小、缺乏多尺度精细化表达的问题,将参数化建模和语义多尺度思想应用到矿山多细节层次(LOD)模型构建中,提出基于语义多尺度的矿山地下空间建模方法。确定建模对象为矿山地下空间内的实体要素,依据实体要素位置划分为巷道模型和巷道内模型,巷道模型包括巷道主体模型及其他人工构筑物模型,巷道内模型包括矿山设施模型和设备模型;根据实体要素的语义信息定义不同的语义类,语义类向下划分成族,再按照功能将族分解为组件元素;通过语义属性、几何属性、外观属性、特征属性等可量化指标来描述每个语义类。设计了矿山LOD模型,该模型包括6个层次的离散化LOD模型:巷道网络模型、巷道粗略模型、巷道精细模型、巷道内主要设施模型、巷道内主要设备模型、巷道内其他设备模型,将离散化LOD模型与各种属性进行组合,可清晰显示矿山LOD模型的详细程度和主次关系。基于语义多尺度的矿山地下空间建模方法能够提供不同细节丰富度的实体要素模型,降低场景渲染的计算复杂度,提高模型构建的效率和灵活性。

关键词：矿山三维建模参数化建模语义多尺度 LOD 语义划分精细化表达

一种消除三维地质模型边界裂缝的锁边LOD方法

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地球信息科学学报 2023年第5期25卷 967-981页

作者：王振娟花卫华刘修国郑鹏肖旖旎闻龙中国地质大学(武汉)地信学院武汉430074

本文针对采用传统LOD生成算法快速渲染大范围三维地质模型时连续性差的问题,提出一种消除三维地质模型边界裂缝的锁边LOD方法。(1)使用多级图划分算法并通过并行计算将网格分块问题快速转化为图分区问题,根据空间相邻关系将三角网格划... 详细信息

本文针对采用传统LOD生成算法快速渲染大范围三维地质模型时连续性差的问题,提出一种消除三维地质模型边界裂缝的锁边LOD方法。(1)使用多级图划分算法并通过并行计算将网格分块问题快速转化为图分区问题,根据空间相邻关系将三角网格划分为一系列大小相近的集群和集群组;(2)基于二次误差测量的网格简化算法锁定集群组边界进行简化以生成更高层级的LOD数据,在简化时通过增加边界边权值实现集群组的锁边简化,自下而上地构建起不同级别集群和集群组的依赖关系;(3)有效生成模型各级LOD渐进数据块,并采用分页机制编码数据块。本文使用基于钻孔数据所构建的三维地质模型,对模型执行集群和集群组的划分、约束外边界的网格简化等操作来构建LOD,并对LOD数据进行编码。实验结果表明本文方法可生成各级简化率约为50%的LOD以消除三维地质模型高低精度数据块之间的裂缝,实现了三维地质模型可视化时较好的连续性表达,为地下空间透明化和大范围地质模型可视化提供支撑。

关键词： LOD 三维地质模型裂缝锁边集群集群组多级图分区算法 QEM算法

基于WebGL的被动式建筑三维可视化平台设计与实现

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基于WebGL的被动式建筑三维可视化平台设计与实现

作者：陈雪婷山东建筑大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的不断发展,人们对三维技术和可视化的需求增加,强调感官体验和交互性的重要性也日益突出。BIM技术作为建筑行业信息化发展的关键技术,在被动式建筑运维管理可视化平台的设计中是必不可少的。目前,大多数建筑可视化运维... 详细信息

随着互联网技术的不断发展,人们对三维技术和可视化的需求增加,强调感官体验和交互性的重要性也日益突出。BIM技术作为建筑行业信息化发展的关键技术,在被动式建筑运维管理可视化平台的设计中是必不可少的。目前,大多数建筑可视化运维平台为二维场景展示,无法直观清晰地显示建筑物的三维结构、设备和管道布局等信息,部分建筑三维可视化平台采用C/S架构,存在可扩展性差、安全性风险高、成本较高等问题,已经无法满足现代客户的需求。本文通过对Revit二次开发技术、Web GL技术以及前后端开发技术的研究与应用,设计并搭建了被动式建筑三维可视化平台,本文的主要内容如下:(1)基于Revit二次开发技术的信息提取:通过研究Revit族库及Revit API,实现了BIM模型数据的获取和解析功能。通过JSON格式的存储结构,将解析获得的建筑模型信息进行存储。这些信息将作为被动式建筑三维可视化平台的底层数据支持,并为后续的深度分析和应用开发提供基础。(2)网页端三维模型渲染:首先通过三角网格简化算法对模型进行简化,生成不同精细度的模型,基于LOD层级渲染技术和Three.js技术,根据不同情况,显示不同精细度的模型,实现被动式建筑模型在网页端的渲染加载。通过引入光源和相机对象等,在Scene场景对象中完成模型数据的着色渲染工作。通过对Three.js技术与gl TF文件格式的研究实现了模型构件的点击与显隐、构件信息查询等功能,并建立了设备数据与构件的关联。这些功能可为被动式建筑三维可视化平台运营提供支持,帮助管理人员更准确地了解建筑的结构和设备信息,从而更加高效地进行运维管理工作。(3)数据库服务设计与开发:设计并开发了基于My SQL和Spring Boot框架的数据服务,实现了对建筑系统产生的传感器数据、电表数据、设备基本参数等数据的存储和管理,为被动式建筑三维可视化平台提供数据支持与服务,通过对数据进行分析统计以及对各设备运行进行实时监测,为建筑物的安全运行提供了保障。基于以上工作,采用前后端分离框架,以Vue作为前端实现技术,实现了基于Spring Boot+Vue的被动式建筑三维可视化平台。该平台对BIM模型进行信息提取和轻量化处理,整合了被动式建筑和多种设备BIM模型,实现了模型在Web端的快速渲染和加载,达到了被动式建筑运维管理的三维可视化渲染需求。同时,该平台集成了实时监测数据、历史数据查询和能耗预测算法等功能,实时展示建筑物的结构和设备运行状态,提前预警可能发生的问题以及潜在的风险,从而为被动式建筑的维护和管理提供全方位的技术支持。

关键词： BIM 被动式建筑 Revit二次开发 LOD Three.js 轻量化

日长变化的多种频谱分析方法比较研究（英文）

同方学位论文库评论

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Applied Geophysics 2018年第3期15卷 382-392页

作者：林海博赵娟 Department of Astronomy Beijing Normal UniversityBeijing 100875China

地球自转速率的研究是天文地球动力学和自然灾害的主要研究内容,其变化影响日长(LOD)及人类的生产生活,而利用不同频谱分析方法均可以提取LOD的主要周期成分。为了研究非等间距时间序列的有效观测数据量及样条插值分别对不同频谱方法分... 详细信息

地球自转速率的研究是天文地球动力学和自然灾害的主要研究内容,其变化影响日长(LOD)及人类的生产生活,而利用不同频谱分析方法均可以提取LOD的主要周期成分。为了研究非等间距时间序列的有效观测数据量及样条插值分别对不同频谱方法分析结果的影响程度,本文采用最大熵法(Maximum Entropy Method,简称MEM)、Lomb算法(简称LOMB)、相位弥散法(Phase Dispersion Minimization,简称PDM)对LOD进行频谱分析。分别随机扣除月平均日长数据序列(LODM)样本数的1/4、1/3和1/2,可构成非等间距日长变化数据序列(LODMD),再进行LOMB和PDM的频谱分析,与样条插值后的新序列(LODMDN)进行MEM、LOMB、PDM频谱分析结果的比较。结果表明:1)对于LODM的频率结果,MEM的双峰总维持在0.1660和0.0840月^(-1),而LOMB和PDM的峰在0.166和0.083月^(-1);2)对于LOD的两个主要周期,有效观测数据量(超过等间隔应有样本数的一半)或样条插值对于三种频谱分析方法的结果几乎没有影响。

关键词： LOD MEM LOMB PDM Unequally

基于三维数字化技术和网格变形的小麦植株建模方法研究

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基于三维数字化技术和网格变形的小麦植株建模方法研究

作者：郑晨曦西北农林科技大学

学位级别：硕士

小麦的三维形态结构直接表征了其品种遗传特征-环境-栽培措施的互作关系,但因其植株冠层叶片众多、叶片空间姿态多样化,快速、准确地实现小麦形态结构表型参数的提取和三维建模一直是具有挑战性的研究课题。本文以冬小麦为例,围绕小麦... 详细信息

小麦的三维形态结构直接表征了其品种遗传特征-环境-栽培措施的互作关系,但因其植株冠层叶片众多、叶片空间姿态多样化,快速、准确地实现小麦形态结构表型参数的提取和三维建模一直是具有挑战性的研究课题。本文以冬小麦为例,围绕小麦形态结构表型特征参数的精确提取和突出品种细节特征差异的三维建模方法进行研究,并结合VR(Virtual Reality)进行虚拟交互应用。以期为小麦形态结构三维模型构建、3D表型特征解析、基于三维可视化模型的小麦结构功能分析等提供了技术解决方案。论文主要内容和研究结果如下:(1)提出了基于三维数字化技术的小麦形态结构表型特征参数提取方法。首先制定了适用于小麦全生育期的三维数字化数据获取规范,依据该规范实现了小麦植株和器官的高度和长度、粗度、角度等3类共11个常规表型特征参数的精确计算。并进一步提出了定量化描述小麦植株松散或紧凑程度的围度参数,和描述小麦叶片三维空间姿态的叶片宽长比、最大叶宽位比、叶片下垂度、叶片弯曲度和叶片自扭率共5个3D叶形特征参数。结果表明,该方法能便捷、精确地提取小麦植株和器官形态结构表型特征参数;在保持植株原始三维形态结构的前提下,提取的叶长、叶宽、茎长、茎粗、茎叶夹角和叶倾角与实测数据误差较小,R分别为0.93、0.75、0.98、0.93、0.85、0.73。提取的表型特征结果,可进一步从不同尺度对小麦植株进行形态结构特征分析,并计算各参数的品种特征标准值。(2)提出了基于网格变形的小麦三维建模方法。以灌浆期小麦植株为例,结合小麦叶片的3D叶形特征构建了包含典型叶形特征的叶片模板库;在此基础上,提出了基于叶形特征相似度的叶片模板选取策略,并结合ARAP(As-rigid-as-possible)方法实现了叶脉驱动的叶片网格变形。结果表明,方法以小麦骨架数据为输入,结合叶片模板库,即可实现小麦单叶、叶群和植株的三维模型构建。与利用三维数字化获取整株小麦三维数据进行三维重建的方法相比,本方法的重建效率在时间上提升了79.9%。与实测数据相比,利用本方法所构建小麦植株中叶片5个3D叶形参数的最大R,RMSE分别为0.97和0.03,该方法能实现准确还原叶片三维空间姿态的小麦三维建模。(3)研发了小麦品种虚拟互动展示系统。基于重建的不同品种小麦三维模型和提取的表型特征参数,结合LOD(Levels of Detail)技术,数据库知识,Shader技术,人机交互技术,系统集成并通过HTC-vive设备进行展示和互动。系统实现了在群体、单株和器官三个不同尺度的模型展示,通过三维交互和沉浸式体验方式来感受小麦品种差异。结果表明,构建三个层次的小麦LOD能够满足不同尺度和视角的小麦展示。不同品种、不同尺度的小麦虚拟互动展示系统能为农业展示、虚拟教学提供技术支撑,也为虚拟现实、增强现实、数字孪生在农业上的应用提供了新案例。

关键词：小麦三维数字化表型特征参数提取叶形特征三维建模网格变形虚拟现实 LOD

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古木建筑裂缝多LOD表达与信息自动集成

图学学报 2019年第6期40卷 1123-1129页

作者：刘颖华解琳琳李爱群侯妙乐刘浩宇北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京市建筑遗产精细重构与健康监测重点实验室北京100044 北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京100044 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044

古木建筑具有极高的价值,科学认识其损伤现状,并对损伤进行直观表达与信息自动集成,有利于更好地进行文化传承。尽管建筑遗产信息模型(HBIM)技术具有模型与信息高度关联的特点,可将信息整合至模型中,与古建筑信息表达集成需求高度契合,... 详细信息

古木建筑具有极高的价值,科学认识其损伤现状,并对损伤进行直观表达与信息自动集成,有利于更好地进行文化传承。尽管建筑遗产信息模型(HBIM)技术具有模型与信息高度关联的特点,可将信息整合至模型中,与古建筑信息表达集成需求高度契合,但在应用方面仍存在部分难题,如损伤模型表达精细度划分,损伤信息量庞大难以快速集成。本文以古木建筑裂缝损伤为例,首先建议了裂缝模型多细节层次(LOD)表达标准;然后分析了HBIM的信息集成方式,其在Revit软件中以电子列表方式管理构件信息;为解决信息量大的难题,对软件进行二次开发编写外部命令,加载成为外部应用实现信息自动集成更新;最后以一古木建筑HBIM模型进行方法验证,4 s内完成了64根柱子的信息自动化集成。表明了裂缝多LOD表达方法与信息自动集成算法的高效性与可靠性,可为历史建筑信息的表达、集成与管理提供方法借鉴。

关键词： HBIM 裂缝 LOD 信息集成 Revit二次开发