多分辨率三維建筑群建模與實時繪制技術(shù)

三維建模是虛擬現(xiàn)實的核心,建模方法的選擇,模型的優(yōu)劣,直接關(guān)系到場景漫游時系統(tǒng)的性能和藝術(shù)表現(xiàn)力。本文以我校省級課題《基于vrp的虛擬校園的設(shè)計與實現(xiàn)》中三維建筑模型創(chuàng)建為例,對比不同的建模方法,探討如何選擇合適的三維建模方法,使三維建筑模型更符合虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求。

分析了用于建筑物測量的高分辨率sar疊掩及角反射器效應(yīng)等成像要素,并將其與高分辨率快鳥衛(wèi)星圖像融合,實現(xiàn)了建筑物屋頂信息的提取.進(jìn)一步利用sar疊掩得到的建筑物高度信息和快鳥圖像得到的建筑物屋頂信息實現(xiàn)了建筑物的三維重建.與實地測量數(shù)據(jù)相比較,計算結(jié)果精度較高,從而驗證了這種三維重建方法的可行性.

采用人機交互方法按照一定順序提取建筑物角點,根據(jù)近似點位進(jìn)行角點位置的糾正,按照影像自動定向的結(jié)果計算模型的三維坐標(biāo),建立三維建筑物模型。實驗證明,這一方法能有效地實現(xiàn)速度和逼真度的兼顧。特別是對于一些僅需小范圍的建筑物建模場合,例如三維制導(dǎo)時的目標(biāo)區(qū)域,采用該方法進(jìn)行建模不失為一種簡單而有效的方法。

為了提高逆向設(shè)計的創(chuàng)新能力,將小波多分辨率造型技術(shù)應(yīng)用于逆向工程中,并針對小波多分辨率造型技術(shù)在逆向工程中應(yīng)用的問題,給出了基本實現(xiàn)過程.就小波多分辨率造型技術(shù)在逆向設(shè)計過程中應(yīng)用時,截面線的構(gòu)造以及曲線曲面的多分辨率表示等關(guān)鍵技術(shù)給出了解決方案.通過實例驗證了該方法的有效性和實用性.

建筑群可視化模擬通過三維可視化場景實現(xiàn)建筑群景觀及信息的動態(tài)交互管理以及瀏覽查詢,從而在時間和空間上延伸現(xiàn)實中的建筑群環(huán)境,常規(guī)規(guī)劃管理很難解決的一些問題可以通過gis提供的空間管理和空間分析功能去解決,從而彌補傳統(tǒng)規(guī)劃管理功能的不足,使規(guī)劃管理過程的全面信息化最終得以實現(xiàn),以提高科研、管理以及規(guī)劃質(zhì)量。該文運用地理信息系統(tǒng)、可視化等相關(guān)理論,以某建筑群cad圖作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,運用arcgis軟件建立空間數(shù)據(jù)庫,并借助arcgis的3danalyst擴展模塊創(chuàng)建表面模型(如tin),通過arcscene的空間功能、三維編輯及漫游模擬和分析三維景觀,構(gòu)建了某建筑群的三維場景和三維地物模型,實現(xiàn)了某建筑群的三維可視化。

本文從專利文獻(xiàn)的視角對三維建模在建筑領(lǐng)域的專利申請進(jìn)行統(tǒng)計分析,介紹該領(lǐng)域的專利申請趨勢、專利申請主要分布區(qū)域以及國內(nèi)外主要申請人的專利申請情況.通過對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行分析、梳理和展望,以期對建筑領(lǐng)域三維建模的發(fā)展具有一定的借鑒意義.

在各種虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用中,白模是一個非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).本文介紹了以自行開發(fā)的批處理程序為工具,以地理國情普查成果為主要數(shù)據(jù)源的建設(shè)大型城市三維建筑白模的解決方案,為白模數(shù)據(jù)的制作提供了很好的參考案例.

討論了3dsmax和pandadxexporter相結(jié)合的建模方法,闡述了模型構(gòu)建和模型優(yōu)化的過程,介紹了模型整合等后期處理工作,為城市三維建筑模型的構(gòu)建工作提供了一種新思路,研究了該方法的可行性。

針對土地信息系統(tǒng)建設(shè)中出現(xiàn)的問題,提出多分辨率數(shù)字地圖的概念,探討構(gòu)建多分辨率數(shù)字地圖的方法。

基于三維激光掃描技術(shù)的建筑物三維建模 [摘要]本文介紹了地面三維激光掃描的工作原 理，研究了點云數(shù)據(jù)濾波去噪、點云拼接、曲面重構(gòu) 等數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及三維建模，實例結(jié)果表明，基于 地面三維激光掃描技術(shù)建立的建筑物三維模型可以較 好地表達(dá)建筑物的幾何特征。 [關(guān)鍵詞]點云數(shù)據(jù)三維激光掃描點云拼接三 維建模 [中圖分類號]p208[文獻(xiàn)碼]b[文章編號] 1000-405x（2014）-5-203-1 1引言 三維激光掃描技術(shù)是一門新興的測繪技術(shù)，該技 術(shù)可以真正做到直接從實物中進(jìn)行快速的逆向三維數(shù) 據(jù)采集及模型重構(gòu)，無需進(jìn)行任何實物表面處理，快 速獲得完整的原始測繪數(shù)據(jù)并高精度地重建掃描實 物，為獲取空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段。它 是一種先進(jìn)的全自動高精度立體掃描技術(shù)，又稱為“實 景復(fù)制技術(shù)”，是繼gps空間定位技術(shù)后的又一項測 繪技術(shù)革新。目前，激光三維

采用人機交互方法按照一定順序提取建筑物角點,根據(jù)近似點位進(jìn)行角點位置的糾正,按照影像自動定向的結(jié)果計算模型的三維坐標(biāo),建立三維建筑物模型。實驗證明,這一方法能有效地實現(xiàn)速度和逼真度的兼顧。特別是對于一些僅需小范圍的建筑物建模場合,例如三維制導(dǎo)時的目標(biāo)區(qū)域,采用該方法進(jìn)行建模不失為一種簡單而有效的方法。

針對建立復(fù)雜三維地質(zhì)模型難度大、效率低及與數(shù)值計算聯(lián)合分析困難的現(xiàn)狀,文章通過研究和分析各類三維建模與數(shù)值分析軟件,提出了采用gocad、surfer、catia、ansys、flac3d、midas等軟件協(xié)同操作的有效方法,實現(xiàn)軟件間模型格式的互導(dǎo)與真三維數(shù)值模擬計算分析,并總結(jié)出其關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實例,介紹了三維建模與數(shù)值模擬軟件協(xié)同分析的具體操作方法。

針對建筑平面圖的柵格圖像,提出了一種全自動生成三維建筑模型的輕量計算方法。應(yīng)用平均積分投影函數(shù)(integralprojectionfunction,ipf)方法對光柵圖像進(jìn)行區(qū)域分塊,有效地抽取包含墻體對象的子區(qū)域。改進(jìn)了基于非細(xì)化的稀疏點像素矢量化(sparsepixelvectorization,spv)方法,用于抽取墻體的位置和尺寸等信息。為識別出墻體上的門窗和孔洞等建筑部件,將問題轉(zhuǎn)化為圖像多分類問題進(jìn)行求解,同時設(shè)計了高效計算方案,精確地定位建筑部件在圖紙中的位置。基于識別結(jié)果,進(jìn)行三維建筑模型的快速生成,并集成于筆者所開發(fā)的三維建筑快速建模原型系統(tǒng),方便了三維數(shù)據(jù)的加工和處理。通過大量實例,驗證了所述方法的性能和效率。該方法可用于數(shù)字城市、虛擬現(xiàn)實內(nèi)容創(chuàng)作和公共安全等領(lǐng)域。

現(xiàn)代數(shù)字城市是基于城市空間構(gòu)筑的虛擬化城市信息平臺,而傾斜攝影測量技術(shù)則是通過遙感設(shè)備來實現(xiàn)對城市地貌數(shù)據(jù)的快速采集、獲取,并滿足工程測量、城市三維建模的需要。探討了傾斜攝影測量技術(shù)特點及關(guān)鍵技術(shù),并結(jié)合三維城市建模項目開展影像數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用。

隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展,加速推動了我國數(shù)字化城市的建設(shè)。傾斜攝影測量技術(shù)的出現(xiàn)成為當(dāng)前熱門的城市三維建模研究和應(yīng)用內(nèi)容,極大提升了三維建模的效率,同時也降低了建模的生產(chǎn)成本。本文以校園實景三維建模為例,重點介紹傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制網(wǎng)布設(shè)及數(shù)據(jù)處理的原理和方法,并對實景三維建模技術(shù)流程進(jìn)行總結(jié)。

三維建模技術(shù)在數(shù)字城市中的應(yīng)用

三維建模已經(jīng)成為測繪數(shù)字化過程中不可缺少的重要一環(huán)。smart3d軟件在快速低成本實現(xiàn)精細(xì)三維模型的構(gòu)建、大比例尺dom的制作以及三維模型的可視化展示等方面擁有巨大優(yōu)勢。本文借助傾斜攝影測量技術(shù)和smart3d軟件實現(xiàn)精細(xì)三維模型的快速構(gòu)建,規(guī)范和分析了數(shù)據(jù)獲取的主要流程和數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù),對比和探討了利用點云和影像數(shù)據(jù)建模的精度和優(yōu)缺點,總結(jié)了三維建模過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求和評價標(biāo)準(zhǔn)。最后指出了影像建模仍面臨的一些問題,仍需要進(jìn)一步研究。

三維建模已經(jīng)成為測繪數(shù)字化過程中不可缺少的重要一環(huán)。smart3d軟件在快速低成本實現(xiàn)精細(xì)三維模型的構(gòu)建、大比例尺dom的制作以及三維模型的可視化展示等方面擁有巨大優(yōu)勢。本文借助傾斜攝影測量技術(shù)和smart3d軟件實現(xiàn)精細(xì)三維模型的快速構(gòu)建,規(guī)范和分析了數(shù)據(jù)獲取的主要流程和數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù),對比和探討了利用點云和影像數(shù)據(jù)建模的精度和優(yōu)缺點,總結(jié)了三維建模過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求和評價標(biāo)準(zhǔn)。最后指出了影像建模仍面臨的一些問題,仍需要進(jìn)一步研究。

以河南省鄭州市上街區(qū)為例,基于傾斜攝影的三維建模技術(shù)原理,采用國內(nèi)領(lǐng)先的多旋翼無人機作業(yè)平臺,對于研究區(qū)進(jìn)行無人機傾斜攝影三維建模。研究表明采用本作業(yè)方案提高了建模精度,同時大大降低了三維模型數(shù)據(jù)采集的經(jīng)濟代價和時間代價,為今后開展類似城鎮(zhèn)區(qū)域建模提供了參考和依據(jù)。

為了快速、準(zhǔn)確地得到水利工程中復(fù)雜形體的某些視圖,以便更好地指導(dǎo)實際工程施工,通過一個案例應(yīng)用cad三維建模技術(shù)對水利工程中扭面漸變段進(jìn)行簡單處理,提取其三維模型輪廓,設(shè)置圖層,繪制扭面素線,方便地得到了扭面漸變段的三視圖。利用這種方法還可以方便地得到工程中復(fù)雜形體的剖視圖、斷面圖、軸測圖等。在水利工程施工中靈活運用cad三維建模技術(shù)的這項功能能夠準(zhǔn)確控制施工,起到提高施工質(zhì)量,加快施工進(jìn)度的效果。

自2006年國家測繪地理信息局啟動數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點工作以來,數(shù)字城市建設(shè)的社會化應(yīng)用取得了豐碩的成果,在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的各個領(lǐng)域中發(fā)揮了重要的作用。作為數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)工程的重要組成部分,三維數(shù)字城市模型能較好地從多角度體現(xiàn)城市的立體景觀,較直觀且真實地還原城市風(fēng)貌,為城市的規(guī)劃、建設(shè),以及民眾出行帶來便利。其中,在數(shù)字城市三維建模過程中,傾斜攝影測量技術(shù)得到了國內(nèi)外大量研究學(xué)者的關(guān)注,其在我國數(shù)字城市的建設(shè)和發(fā)展中具有重要意義。本文較為系統(tǒng)地總結(jié)了現(xiàn)階段傾斜攝影測量技術(shù)在我國數(shù)字城市三維建模過程中的應(yīng)用概況,深入探究了其在數(shù)字城市建設(shè)過程中的具體案例,并對基于傾斜攝影測量技術(shù)的三維數(shù)字城市建模在城市信息化建設(shè)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)工程通常所采用的二維數(shù)據(jù)信息無法直觀表達(dá)工程區(qū)的地形、地質(zhì)情況,建立復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的三維模型,可以形象、直觀地了解工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)信息,回避或減少工程設(shè)計的風(fēng)險,提高工程設(shè)計的效率與水平,降低工程投資成本,提高工程設(shè)計方案的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和前瞻性。以構(gòu)建河口村水庫的三維地質(zhì)模型為例,探討了復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維建模的方法。