公路三维建模应用研究

分析了可用于公路三维建模的3种方法线框模型、表面模型和实体模型的原理和特点,并结合公路三维建模数据量大,形体不规则的特点,提出用表面模型来完成公路三维建模;同时,也提出了道路模型与地面模型叠加消隐的新方法,以消除路基边坡范围内的地面,使道路能完整地体现出来。     

基于广义三棱柱体元的三维地层建模方法

为了解决基于广义三棱柱（GTP）的三维地层模型自动建模问题，提出了一种三维地层构造知识推理规则和建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律，首先以孔口数据生成地表面不规则三角网（TIN），然后根据地层构造知识推理规则，将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP。建立三维地层模型，能够解决包括尖灭、分叉和断层等在内的复杂地层构造推理和自动建模。该方法对基于GTP的三维地层建模具有一定的参考价值和指导意义。     

公路路线设计的一体化与可视化

针对现有的公路路线计算机辅助设计系统平、纵、横设计分离的弱点,提出并实现了一种新的公路路线设计方法:应用多视窗技术创建路线平、纵、横断面集成的路线一体化设计平台,应用ObjectARX的响应器和通知技术实现了路线平、纵、横的关联设计与交替设计.在此基础上,采用分割-归并思想建立了路线三维模型,应用视锥截取、LoD技术实现了路线三维模型的视相关简化,并开发了公路三维场景的实时动态浏览平台.最后将该平台与一体化设计系统集成,实现了路线设计的一体化与可视化.实践结果表明,该方法使常规的二维设计提升为三维可视化设计,能大幅度提高设计质量和效率.     

采用约束Delaunay三角网嵌入算法快速构建大型一体化公路数字影像沙盘模型

首先介绍现有公路三维沙盘建设中存在的缺陷和不足,通过"复杂道路、桥梁、隧道、地形模型一体化无缝成型技术"研究,提出独特的技术流程和高效率的算法,采用路线分组、地形分块、膨胀算法、约束Delaunay三角网嵌入算法、双叶模型算法等自主研发技术,解决了大型公路静态模型自动生成的技术难题,使得构建大型一体化公路数字影像沙盘成为可能,并在实际工程项目中得到了具体应用,该技术同时能在搭建公路三维地理信息系统中发挥重要作用。     

虚拟建筑群三维建模与可视化实现

论述了地形、城市建筑物以及其他附属设施的三维模型建立方法;探讨了三维对象模型与地形模型 的匹配问题;分析了虚拟建筑群的三维可视化过程;采用三维可视化技术,实现了某建筑群的三维建模与可视 化表达,具有很好的实用性,为进一步进行数字城市的三维建模及可视化设计提供了一种辅助手段。     

基于等高线的数字高程模型带状区域建模法

为简化传统方法用等高线地形图建立数字高程模型(DEM)时需先提取离散点数据、构建大量不规则三角形网(TIN)的繁琐过程,提出简便的带状区域法.首先对等高线进行完整性处理并按多边形编号存储,利用既有的等高线及其单边邻接关系将整个地形图划分为相互独立的带状区域,形成DEM模型;通过搜索查询点所在的带状区域及对应的等高线高程值,采用距离加权平均法计算查询点的高程.该方法建立的DEM模型明显减少了网格数量和存储空间,高程插值计算精度不低于TIN法,建模效率提高,适合于建立基于等高线的大型DEM.     

道路路线三维整体建模方法研究

现有的道路三维建模方法只能实现道路模型与地形模型在外观上的整合,其内部关系是完全割裂的.深入研究了一种建立道路三维整体模型的方法.首先将设计点(特征线)与地形点(特征线)整合,形成原始点(特征线)集合.针对原始点集采用逐点插入算法进行Delaunay三角剖分,再依据约束边将初始三角网调整为约束Delaunay三角网,由此得到外观与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型.实践表明,该方法具有整体性好、网形优、速度快的优点.图6,参11.     

可漫游的靶场虚拟地形可视化建模与实现

以某靶场虚拟地形可视化建模技术为研究对象,着重探讨了应用Terra Vista建模软件进行三维建模的基本原理和主要流程,并建立了某靶场区域地形的三维模型。并通过必要的三维模型格式转换,将所生成的地形模型应用到Virtools虚拟开发平台中,针对自动漫游和交互式漫游两种漫游方式设计实现了虚拟靶场环境漫游模块的开发和应用,为靶场虚拟试验系统的进一步开发和应用奠定了基础。     

基于约束Delaunay三角剖分的道路三维建模方法

深入研究了一种建立道路三维模型的方法.首先依据道路设计成果计算出道路模型与地形模型的拼合交线,然后用设计点(特征线)数据替换拼合交线内的地形点(特征线)数据,形成建模所需的原始点集和约束边集.针对原始点集采用逐点插入算法进行Delaunay三角剖分,再依据约束边将初始三角网调整为约束Delaunay三角网,由此得到外观与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型.此外,还研制了三角形的快速定位算法,加速了建模过程.实践表明,该方法具有整体性好、网形优、速度快的优点.     

可漫游的靶场虚拟地形可视化建模与实现

以某靶场虚拟地形可视化建模技术为研究对象,着重探讨了应用Terra Vista建模软件进行三维建模的基本原理和主要流程,并建立了某靶场区域地形的三维模型.并通过必要的三维模型格式转换,将所生成的地形模型应用到Virtools虚拟开发平台中,针对自动漫游和交互式漫游两种漫游方式设计实现了虚拟靶场环境漫游模块的开发和应用,为靶场虚拟试验系统的进一步开发和应用奠定了基础.     

面向多源数据集成的高速公路数字化方法研究

高速公路具有线路长、地形复杂,工程设计施工难度大,且涉及多专业交叉等特点,为了在Web端更加便捷、清晰、直观地展示并管理道路、桥梁等数据,通过结合当前被广泛运用于实际工程项目的 BIM技术、Web GL、倾斜摄影技术等,提出基于开源三维地图引擎Cesium的高速公路数字化方法,在数字地球上集成BIM及GIS领域的多源异构数据,为基础设施提供真实的地理环境,地理环境也将拥有更多立体的基础设施,并使地形、道路信息模型等能够跨平台、跨终端地进行三维展示及交互,实现对工程项目从宏观至微观的把控以及设计成果的可视化数字交付。将该方法成功应用于北京延庆某山区高速公路项目中,为行业建设提供应用参考,为公路的全生命周期管理奠定基础。     

路线设计一体化及三维渲染设计

以研究路线设计一体化及三维渲染设计方法为目的,包括地形数据采集及预处理、三维数字地面模型及三维道路模型的建立及两者的叠加、道路三维可视化渲染,通过理论分析及实验路段的实验,实现路线设计一体化及三维渲染。     

基于区域性椭球面的三维GIS可视化模型

在椭球面数字地面模型 (DTM)的基础上 ,结合道路设计领域的特点 ,将空间实体划分为独立点状实体、线实体、紧贴于地面的面实体和体实体等类型 ,通过空间现象与椭球面DTM的叠加 ,首次提出了一种直接基于椭球面的三维GIS可视化模型 ,具体实现了道路、河流、湖泊、建筑物等实体模型 ,并进一步探讨了基于椭球面上测地坐标系统的三维可视化方法 ,从而真正实现了在一个统一的真三维坐标系中表达和处理空间现象 .     

山区高等级公路网交通安全微观模糊评价模型

以某山区高等级公路网交通安全特性为研究对象,通过对公路交通安全影响因素及交通现状特性的调查、分析,结合实际道路交通状况和交通特点,建立了山区高等级公路网交通安全微观模糊综合评价模型,并利用实际算例对该评价模型进行了对比验证。结果表明,模型确定的重点路段与公安交通及公路管理部门所掌握的事故易发地点吻合性较好,说明该模型在实际操作中可行、有效,能准确、全面地反映出所研究路段的真实安全水平,为改善山区高等级公路网交通安全提供了参考对策。     

地形可视化模型简化算法的研究进展

探讨地形模型简化领域的研究方法和进展及尚未解决的问题. 叙述了基于不规则三角网与规则格网两种数据源的自适应地形可视化建模方法, 同时根据对现代图形硬件是否友好, 将地形模型简化算法归纳为传统的细粒度多分辨率模型简化算法和面向现代图形硬件的粗粒度多分辨率模型简化算法, 总结分析了地形可视化建模领域的发展趋势和研究重点.     

基于遗传算法的公路网络设计的双层优化模型

针对现行公路网规划中存在的主观随意性和网络设计模型的缺陷,提出一种基于遗传算法的公路网络设计的双层优化模型,可一次性求出路段的技术等级与车道数,并利用一个简单的算例进行了仿真试验,结果表明,该模型与算法效果良好,具有较好的应用前景.