天际岭国家森林公园可视化平台构建与实现
这是一篇关于可视化,实景三维建模,倾斜摄影测量,Cesium,天际岭国家森林公园的论文, 主要内容为目前国家森林公园的经营管理方式仍以传统的林场经营管理模式为主,缺少专业性、针对性强的三维可视化平台以提升国家森林公园的智慧化管理水平,并为游客提供更好的服务体验。本文在综述国内外森林公园实景三维建模研究现状及发展趋势的基础上,采用摄影建模、实景三维、WebGIS等面向场景的技术,构建基于Cesium开源框架的森林公园三维可视化平台,以天际岭国家森林公园为研究对象进行了应用,为实现森林公园管理和生态旅游智慧化提供信息化支撑。主要研究内容和研究结果如下:(1)天际岭国家森林公园实景三维模型构建。基于空地融合建模方法,以无人机倾斜影像和地面近景影像为数据基础,采集研究区景观的精准纹理,结合空地两种高密度点云配准融合,利用Context Capture等软件对影像数据进行筛选和转换整合,构建了天际岭国家森林公园实景三维模型。采用控制点参与平差进行精度验证,平面位置中误差为0.069m,高程中误差为0.103m。结果表明:天际岭国家森林公园实景三维模型精度符合数字航空摄影建模规范要求,能够直观地反映研究区内地物的真实结构状态,有效地解决了模型破洞和拉花等问题。(2)天际岭国家森林公园可视化平台设计。以天际岭国家森林公园的业务需求和不同地物类型空间分布及其属性数据为基础,进行可视化平台总体需求分析、数据可视化需求分析和网络安全分析。基于B/S模式设计了森林公园可视化平台架构,具体包括:表现层、逻辑层和数据层。依托Cesium应用架构对森林公园可视化平台的量测、导航漫游、单体化查询、淹没分析和景观分析等功能模块进行了详细设计。(3)天际岭国家森林公园可视化平台实现。根据天际岭国家森林公园可视化平台设计方案,利用Vue框架加载了 3D Tiles实景三维模型,通过网页客户端对可视化平台进行交互操作。平台采用Echarts开源可视化图表库对园区属性数据进行了可视化表达;采用Cesium引擎的回调函数动态设置拉伸高度,实现了森林公园淹没危情模拟三维可视化表达;利用DEM数据、游道及景点分布数据提取森林公园景观的相对坡度,获取各景观区域坡度平均值进行基于相对坡度的景观视觉敏感度评价,将评价结果叠加在森林公园实景三维模型上,实现了景观视觉敏感度评价的三维可视化。利用倾斜摄影与近景摄影相结合构建森林公园实景三维模型,采用Cesium引擎搭建森林公园可视化平台,可提升森林公园智慧化管理水平。后续研究中可以利用激光雷达采集森林公园点云数据,提高实景三维模型的地物结构精度,结合深度学习网络拓展三维可视化平台的分析能力,提升森林公园的信息化服务水平。
面向城市管网网络三维GIS关键技术与实现
这是一篇关于三维管网,WebGL,可视化,Cesium的论文, 主要内容为城市管网作为城市重要的基础设施之一,承担着人民生活所必需的物质能量传输工作,被称为城市的“生命线”。紧随智慧城市快速的建设步伐,针对管网的三维管网信息系统在城市的管理和应急中发挥着举足轻重的作用。但是传统的网络管网系统多依赖插件且存在浏览器兼容差等缺点,无法满足多数用户对网络三维管网轻便性和实时性的要求。随着互联网技术和高性能计算机硬件的不断创新,针对在网络环境下三维图形可视化的WebGL技术变得日益成熟。本文基于WebGL技术的优势,利用现有的天津师范大学体育馆二维CAD管网数据自动化生成管网三维模型数据,并以此研究了在Web端基于Cesium框架的三维管网渲染可视化与空间分析方法,得到以下的研究结果:1.基于管网数据特征拟定其标准数据结构及存储模型,以天津师范大学体育馆各类管网作为实验区的研究对象,研究了其自动化建模相关算法,最终实现了基于CAD二维城市管网数据自动化三维建模可视化过程;2.针对海量城市管网在三维场景中调度及可视化算法研究;3.根据实验区管理人员对管网系统的实际使用需求,将Cesium库作为基础地理信息系统平台的支撑,在B/S服务架构的网络传输模式下,基于WebGL技术实现了在三维场景中支持海量城市管网模型调度和可视化绘制的原型系统;4.基于管网系统实现了常见的的空间分析功能。本文基于Web端构建的三维管网可视化系统,弥补了以往管网手工建模慢、拓扑易错等缺点,满足了用户轻便性和实用性的需求,为管理人员合理规划及应急提供了积极的参考价值。
基于Cesium的数字露头Web应用关键技术研究
这是一篇关于数字露头,Cesium,Web应用,可视化,空间分析的论文, 主要内容为野外露头是岩体的地表出露部分,是地下储层最直接、最真实的表征,是地质工作者重要的研究对象。基于倾斜摄影测量技术构建数字露头三维模型,可以真实的还原野外露头原貌,保留真实的坐标、纹理等信息,规避传统野外露头考察危险性高、受地形环境影响大的弊端。现国内外已有研究学者针对数字露头展开研究,多以C/S架构为主,存在开发周期长、维护更新难、用户环境配置困难等问题,基于Web的B/S架构技术能有效的解决这些问题。但目前Web端数字露头研究多停留在可视化层面,缺少对数字露头模型的信息提取、分析与应用。针对上述问题,本文围绕三维数字露头模型的Web应用,解决用户本地数字露头模型Web端可视化问题,在可视化的基础上进行相关研究分析,并构建三维矢量数据存储模型对分析结果加以存储。主要研究成果如下:(1)设计了基于Web端的数字露头模型自动发布与可视化技术方案。研究实现了基于Web端GB级模型数据上传服务,建立文件实时监控服务与网络模型发布服务,对每一个新增模型实现自动发布并构建文件索引数据库,结合Cesium的LOD层级加载技术实现GB级模型快速可视化。(2)开展了基于位置提取信息的二次分析关键技术研究。基于Cesium实现了交互式与非交互式位置信息提取关键技术,并对提取信息进行二次分析,实现了Web端岩层产状要素测量关键技术,并对原有空间分析功能进行优化。(3)构建了三维矢量数据存储模型。针对点线面三维矢量数据的存储,以矢量数据与渲染数据分离的方式提高单一矢量数据的读取渲染效率,针对R-trees二维空间索引方法进行改进,构建适用于三维矢量数据的检索机制,优化关系型数据库单一检索方式。(4)搭建了数字露头服务平台,实现本地数字露头的Web上传、自动发布、可视化与信息提取在线应用。
基于云渲染的三维智慧园区系统设计与实现
这是一篇关于云渲染,虚幻引擎,像素流,Cesium,三维智慧园区的论文, 主要内容为随着国家数字经济的快速发展和计算机图形处理能力的提高,VR/AR等虚实结合技术正在各个领域得到广泛应用。三维智慧园区是一个重要的应用领域。相较于传统的智慧园区,三维智慧园区通过数字技术和智能设备,将物理空间与数字信息融合在一起,实现了高度智能化的管理、优化和控制,提高了企业和城市的效率和竞争力。但是当前三维智慧园区仍然存在许多问题,加载大规模场景数据时,速度缓慢,而且需要依赖设备性能和下载的模型数据;兼容性和拓展性较差,使定制化开发的后期维护成本太高;渲染资源管理混乱,导致实时性较差。针对以上问题本文以虚幻引擎作为主要开发平台,结合Cesium地球引擎和云渲染像素流技术,设计和实现了一个基于云渲染的三维智慧园区系统。论文的主要工作和创新点如下:(1)设计了基于云渲染的三维智慧园区系统。针对三维智慧园区的实际应用场景设计了漫游功能、广告牌功能、标注功能、数据收集功能和其他功能。各个功能模块融合地理信息引擎能够从三维层面对园区进行资产管理、巡检展示、灾害防治。设计了轻量级的B/S系统结构,包括展示层、应用层、业务层、数据层、传输层,各层级的相互配合能够给予功能模块稳定的支持。(2)实现了基于云渲染的三维智慧园区系统。通过像素流技术将渲染与显示分离,并利用Cesium地球引擎加载地理信息数据,使得系统在较低的时延下能够使用高质量的渲染服务。在400M宽带、10G的模型数据加载时,能够不依赖下载模型数据和终端设备,而且相对其他类型方案加载速度提升2倍以上。能够兼容3种终端设备,(手机,平板,电脑)且支持至少6种主流浏览器。本文设计的基于云渲染的三维智慧园区系统能够帮助管理人员大大提高对于三维智慧园区的环境监控、资源分配及规划设计等能力,满足了市场对于三维智慧园区的需求。
基于WebGIS的土石坝碾压过程信息控制研究与系统开发
这是一篇关于土石坝,碾压监控平台,实时监控,预警,Cesium,WebSocket的论文, 主要内容为随着土石坝施工管理水平的不断提高,越来越多的工程项目开始采用信息化手段实现大坝施工过程的辅助化管理。碾压监控可视化管理平台因其数据全面,展示效果直观,被广泛用于大型土石坝施工过程管理中。传统的碾压监控平台采用C/S架构,无法实现全网络端碾压状态的快速查看与共享。针对该问题,提出采用B/S架构搭建碾压监控平台。本文通过搭建Web服务器、Node.js服务器和数据库服务器,运用Cesium开源GIS框架、BootStrap前台框架和ThinkPHP后台框架,结合物联网平台和WebSocket即时通信技术,设计出了基于WebGIS的土石坝碾压过程信息管理与可视化平台,研究内容主要涉及以下几个方面:(1)WebGIS平台搭建:运用Cesium开源框架,搭建土石坝碾压监控信息可视化展示平台,通过数据处理与接口调用,实现地形数据、模型信息、碾压监控信息与历史数据的三维效果展示,为管理者提供直观有效的监控管理平台。(2)Web端数据实时传输:运用WebSocket技术,通过搭建node.js服务器,利用socket.io框架建立客户端与服务器端的双向Socket通信,实现数据从服务器端到客户端的实时传输。数据通过该服务器进行实时处理,生成Cesium平台支持的数据格式,以便碾压实时监控平台调用处理。(3)硬件平台搭建和监控管理模式研究:根据碾压实验制定的碾压标准,结合相关规范要求,设计出一套适用于碾压监控平台的施工管理模式,并及时准确的发布施工不规范信息。创建报警设备实时定位与信息查询功能,方便管理者发现问题并及时处理,以保证碾压质量,提高管理水平。(4)系统开发:根据以上研究内容,结合工程信息化管理平台相关建设规定,设计出系统整体架构与功能框架,并进行相关代码的编写工作,开发出基于WebGIS的土石坝碾压过程信息管理与可视化平台。
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