三维地理信息系统研究进展

本文详细地介绍了三维GIS技术的发展状况和研究现状,从空间信息模型、系统体系结构、数据表示方法、数据存取方法、接口技术等几方面阐述了三维GIS的一些基本概念,总结了当前三维GIS研究已取得的一些技术成果,分析了目前存在的困难和今后的研究重点和发展前景。     

露天矿三维地质模型构建

本文依托某露天矿工程，首先，以建模边界线及剖面线作为约束，利用各个地层的钻孔数据、剖面数据及地板等高线，通过构建Delaunay三角网，逼真模拟了各个地层界面。然后，提出了包络面固化成体法构建煤层地质界面模型并集成，较好地实现了煤层三维可视化及表达实体模型对象之间的拓扑关系。最后，结合地形及采场现状实体模型、煤层实体模型，耦合各地层实体与地质实体，实现了三维地质集成模型。依托工程露天矿三维地质模型充分考虑各个地质实体与地质构造的协调关系，有助于进一步认知矿体空间分布，实现动态计算及管理煤矿储量。研究成果可为类似露天煤矿的三维地质模型构建提供参考。     

从三维声音获取信息

美国空军专家在注意到更加复杂的单座多任务飞机的时候,已经更加关心飞行员在座舱内的工作负担达到饱和。例如F—15战斗机飞行员,通过汲取从75个不同的显示器和告警指示器的信息而掌握情况。此外,还必须对300个独立的开关,其中11个在驾驶杆上,要作出快速动作反应。     

三维信息提取系统研究

建立了从两幅图像提取三维信息的数学模型,应用广义逆法,求解三维坐标的超定线性方程组.推导了通过摄像机校准来确定摄像机参数的数学过程.最后通过图像测量实验验证了以上算法的正确性.     

浅论三维可视化技术应用

三维可视化技术引发了科研分析手段的革命,抢占三维可视化技术研发的制高点是我国学术界的紧迫任务,本文简要叙述了三维可视化技术的数学基础和编程基础,列举了三维可视化技术的应用现状,并结合作者的开发实践介绍了某三维作战仿真场景的研发情况。     

信息能力的三维定量分析

信息能力的定量分析对于科学地理解和把握信息优势和制信息权具有重要作用。通过对信息能力、信息优势和制信息权的科学界定,以感知态势与战场态势相比较,略去复杂的信息采集、处理和分发过程,对信息能力进行了三维定量分析,并给出以完备性、准确性和实时性构成的信息能力数学模型,说明了信息能力是完备性、准确性和实时性构成的三维体,其值落于[0,1]区间,据此对信息优势和制信息权进行了定量判断。     

三维数据场的可视化

三维数据场是普遍存在的。本文给出一个三维标量场和矢量场的可视化方法：对计算或实测产生的离散数据重构三维连续场的分布,构造数据场的整体发光模型,并根据发光模型计算视屏投影区域上各象素点的光强值,采用直接体绘制（ｄｉｒｅｃｔｖｏｌｕｍｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）及视觉增强处理绘制出场的可视化图象,通过特征面处理绘制出场的局部分布图象。图象层次及细节丰富,反映了场的分布信息。系统具有较强的交互功能,静态、动态显示功能及友好的用户界面。     

I-DEAS的三维几何建模

Ｉ－ＤＥＡＳ几何建模有两种方法。一是通过对基本体素进行布尔集合运算而构成复杂表体,称作体素拼接法;一是通过面扫描及点、线和面之间的运算操作构成三维实体,称作边界表示法。本文还介绍了Ｉ－ＤＥＡＳ几何建模的数据结构。     

单摄像机三维视觉技术

本文针对装配机器人的实际应用情况,提出了一种利用激光结构光提供的空间几何信息和图象中包含的物体表面与物体形状的信息来综合分析与提取空间物体的三维信息的方法。该方法已经实际应用于GKD-1型机器人视觉系统中。     

一类基于模型的仿射代数不变量

3D目标的标识别已逐渐成为计算机视觉领域的热点问题.在研究了传统的基于几何不变量和基于3D/2D约束关系两种识别方法的基础上,提出了1类新的空间几何结构模型,并计算出了这类模型3D仿射不变量和其对应的2D仿射不变量之间的约束关系.利用这种关系,可以在目标的姿态和摄像机的参数均未知的情况下,有效利用单幅图像来识别3D目标.     

三维战场的微波接力算法

简要介绍了微波通信的特点,对复杂地形条件下微波通信的各类视距进行了定义.设计了微波接力算法,通过宽度优先搜索以及逆向求点获得两点间微波通信的可行路径.实现了该算法,并在三维数字地形图上进行检验,证明了算法的正确性.     

地形生成算法

提出了通过读取单色BMP格式的等高线图产生三维地形的方法和使用OpenFlight API和分形算法生成三维地形的方法.第一种方法对应每一个高程生成一个或多个多边形,再把代表不同高度的多边形放置到对应的高度上,并从最低端的多边形开始,逐层向上一层多边形采用沿各顶点法线放样的方法生成地形三角形,这种方法适用于生成锥形山、丘陵等小面积地区的地形模型;第二种方法使用分形算法生成三维地形,这种算法生成地形速度快、逼真度高,适用于生成大面积的三维地形.     

三维重建技术及其军事应用

概括介绍三维重建技术,围绕军事测绘导航、虚拟战场构建、无人作战应用、军事医疗救护和装备制造维修,阐述三维重建技术的军事应用领域,从目标指示、模拟训练、无人系统、卫勤工作和装备保障等方面揭示三维重建技术的军事影响。     

基于特征提取的三维流线分布算法

特征提取与清晰表达是三维流场可视化研究中的两个主要问题.提出了一种基于特征提取的三维流线分布算法,既保障了流场临界点附近的特征结构得以正确描述,同时又使输出结果具有良好的清晰性.该算法分为三个步骤:首先,在临界点的快速检测基础上,根据临界点处Jacobian矩阵特征值对临界点进行分类,并对临界点与种子点模板进行匹配;其次,种子点依照优先规则排序,并从这些种子点出发在物理空间计算出流线;最后,在图像空间由预先设置的阈值对流线进行间距控制,并根据深度检测来保留离视点最近的流线,使得屏幕上的输出结果清晰.     

三维造型库的设计与实现

分布式虚拟环境中的三维造型和纹理资源通常都是分散存储的,此种存储方式占用空间大,管理困难.提出了在分布式虚拟环境中建立造型库,集中管理造型资源的方法.设计和开发了造型库管理软件.解决了三维造型的分散式管理体制所引发的存储资源浪费、造型一致性冲突、造型管理困难等诸多弊端.     

三维被动定位AOA融合算法

三维被动定位是ESM系统的重要内容,在军事上是侦察定位、监视监测的重要方面。AOA是被动雷达普遍采用的一种定位方法。基于安装于不同运动平台上的两个传感器的AOA测量,给出了ILS融合算法。仿真结果显示采用AOA融合算法,使定位精度得到有效提高。     

三维运动控制技术的研究与实现

研究了维场景中对象的动画实现技术,根据三维场景中对象的旋转、位移和缩放3个属性,利用关键帧的线性插值技术实现三维场景动画。使三维动画的编辑速度得到提高,并可脱离编辑平台运行。利用Python脚本动态载入的运行特点,将三维编辑平台里关键帧的数据转化为脚本文件,由脚本来控制场景对象的运动属性,再通过接口程序来动态加载脚本文件,实现三维场景动画的发布,很好地解决了三维动画的快速编辑,脱离编辑平台运行等问题。     

高速三维地形显示系统的体系结构

从自行设计的专用三维地形显示的硬件和软件系统的观点出发,讨论了高速三维地形显示系统的体系结构、关键技术及其实现方法。以新一代的高速处理器ＩＮＴＥＬｉ８６０为核心,采用分配树技术,解决多路并行输出产生的竞争和瓶颈问题;实现Ｚ－缓冲硬件算法,提高系统的图形消隐速度;设计多帧存体结构,支持多通道、多画面信息的快速显示。