城市多源三维模型数据统一表达方法研究

论文摘要

随着倾斜摄影测量技术和激光扫描技术的发展,倾斜摄影模型、三维激光扫描点云、精细建筑物模型等三维模型数据已成为数字城市、城市规划、应急服务等领域的重要数据源。国内外学者对三维模型数据组织、索引及可视化等诸多领域展开了广泛的研究。然而,目前对三维模型数据的研究大多是单一类型数据或单一场景的组织和可视化,不利于不同需求下的多尺度可视化与分析。在实际应用中,单一类型的数据往往无法满足复杂场景的应用需求,多种三维模型数据需要配合使用。同时,三维模型的可视化和分析对数据精度的要求都决定于其所在的尺度,需要建立尺度与三维模型数据精度的对应关系。因此,如何设计一种统一的方法对三维模型数据进行组织与表达有待于进一步研究。本文在研究目前主流三维模型数据的组织方法、地理格网和地图服务规范等相关技术的基础上,针对城市多源三维模型数据统一组织和表达这两个问题,提出了一种多源三维模型数据统一表达方法,并在此基础上设计了多源三维模型数据的交互式可视化方法。论文的主要内容如下:(1)多源三维模型数据统一表达方法研究。提出了一种基于地理格网的多源三维模型数据统一组织方法。分析三维模型数据的几何特征和尺度特征,设计了基准地理格网模型,基于该模型对多尺度三维模型数据进行统一划分与唯一编码,实现了多源三维模型数据统一组织;设计了一种三维模型信息结构化表达的统一描述规则,实现了多源三维模型几何、外观、属性等信息的结构化表达。(2)多源三维模型数据交互式可视化方法研究。在数据统一表达的基础上,构建面向城市三维场景可视化的复合金字塔模型,实现城市三维场景的快速可视化;分析城市三维场景的尺度特征,通过设计复合金字塔模型的相关接口和空间语义(属性类型、空间范围、空间尺度)规则,实现多源三维模型数据的交互式可视化。(3)针对以上研究内容,基于WebGL三维渲染引擎开发了具有实用价值的城市三维场景统一表达系统,验证多源三维模型数据统一表达方法的有效性和可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 研究内容与技术路线
•     1.3.1 研究内容和目标
•     1.3.2 技术路线
•   1.4 论文组织结构
• 第2章 面向多源三维模型数据统一表达的基准地理格网模型
•   2.1 引言
•   2.2 城市三维场景数据基础
•     2.2.1 三维模型数据分类及特点
•     2.2.2 主流三维模型数据标准简介
•   2.3 地理格网模型理论基础
•     2.3.1 球面剖分格网模型
•     2.3.2 球体剖分格网模型
•     2.3.3 地理格网模型的选定及可行性分析
•   2.4 基准地理格网与编码设计
•     2.4.1 基准地理格网划分方案
•     2.4.2 基准地理格网编码方案
•   2.5 本章小结
• 第3章 多源三维模型数据统一表达模型设计
•   3.1 引言
•   3.2 三维模型的空间尺度描述
•     3.2.1 细节层次模型
•     3.2.2 建筑物细节层次模型
•   3.3 多源三维模型数据统一表达模型设计思路
•     3.3.1 多源三维模型数据统一表达模型的总体设计
•     3.3.2 多源三维模型数据统一表达模型构建方法
•   3.4 多源三维模型数据统一组织方法
•     3.4.1 多源三维模型数据分块方法
•     3.4.2 多源三维模型数据关联方法
•   3.5 多源三维模型信息结构化表达
•     3.5.1 几何信息的结构化表达
•     3.5.2 外观信息的结构化表达
•     3.5.3 属性信息的结构化表达
•   3.6 本章小结
• 第4章 基于复合金字塔模型的三维模型数据可视化方法
•   4.1 引言
•   4.2 复合金字塔模型的定义
•   4.3 复合金字塔模型设计
•     4.3.1 复合金字塔模型的构建方法
•     4.3.2 复合金字塔模型的描述方法
•   4.4 三维瓦片模型
•     4.4.1 glTF格式介绍
•     4.4.2 三维瓦片
•   4.5 空间语义约束的多源三维模型数据交互式可视化方法
•     4.5.1 空间语义规则设计
•     4.5.2 复合金字塔模型接口设计
•   4.6 本章小结
• 第5章 多源三维模型数据统一表达实验
•   5.1 实验平台设计
•     5.1.1 平台架构设计
•     5.1.2 实验环境与数据
•   5.2 实验结果与分析
•     5.2.1多源三维模型数据统一表达实验
•     5.2.2多源三维模型数据交互式可视化实验
•   5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 论文总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王金地

导师: 霍亮,陈品祥

关键词: 三维模型,城市三维场景,基准地理格网模型,复合金字塔模型,统一组织,统一表达

来源: 北京建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,自然地理学和测绘学,自然地理学和测绘学,计算机软件及计算机应用

单位: 北京建筑大学

分类号: P231;P225.2;P208

总页数: 63

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