基于Web的地理信息数据三维可视化技术研究
这是一篇关于三维网络地理信息系统,WebGL,数字地球,数字高程模型,虚拟城市构建,实体模型,点云模型,地形匹配算法的论文, 主要内容为自从地理信息系统学科产生以来,已在诸多领域发挥了巨大的作用。随着网络化时代的到来,通过高速快捷的互联渠道,GIS已从专业性工具逐渐向百姓日常生活领域渗透,如何做出便于专业者和普通民众皆可方便利用的GIS系统,成为该领域最新趋势。在真实世界中,地理信息是一种关乎时空的、立体的、动态的信息类型。传统二维交互界面虽然能基本满足可视化的需要,但不能够做到展现时的逼真高效,在表达某些特殊数据类型时更是束手无策。因此,如何更加清晰直观地将地理数据及处理后的相关结果进行表达一直是GIS学科努力突破的方向。目前,三维WebGIS的研究尚处于起步未成熟阶段,而基于当今网络主流B/S架构下的研究更是存在许多未能有效解决的问题,如标准缺乏统一,场景建模复杂低效等。鉴于此,论文依托高性能地理信息平台架构与其相关技术,从基于Web的地理信息数据三维可视化技术入手,着重进行了如下工作:1.在研究并分析了两种WebGIS架构路线、Web3D技术发展的基础上,结合自身需求特点,制定了本文所需平台的整体框架结构以及网络传输策略。2.针对面向Web的地形三维可视化进行了研究。首先研究了数字高程模型的建模方式,在面向网络的需求下,制定了对地形数据的组织、存储结构以及可视化时的实时管理方法,并进一步讨论了基于移动轨迹的运动模型与地形数据之间的匹配方法。3.针对面向Web的地物三维可视化进行了研究。首先研究了实体模型的格式、转换及存储;针对几何实体模型在B/S架构下加载效率低下的问题提出了一种基于包围球与视点距离的加载策略;针对点云数据设计了流式网络加载策略;针对建筑群的规模构建方面,提出了一种基于Web的非实体建筑群的实时生成方法。4.设计并构建了国家863项目“高性能GIS关键技术与软件系统”项目三维数字地球平台部分的原型系统。并对该系统功能进行了三项扩展实现。
基于DEM模型的三维WebGIS系统设计与开发——以浙江工业大学校区为例
这是一篇关于WebGIS,ArcGIS,三维,不规则三角网,数字高程模型的论文, 主要内容为随着计算机技术、地理信息技术的迅速发展,具有三维空间数据处理能力的地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)技术正在各领域受到越来越多的关注,并且三维可视化的GIS技术在数字地球、数字城市、数字校园的建设中得到广泛应用。数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)的建立是进行三维GIS分析的基础,不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)作为DEM的一种表达方式,在DEM的构建中发挥着重要作用。因此在实际需求下如何快速构建合适的TIN模型对进一步搭建Web GIS三维数字校园系统至关重要。本文在分析了国内外Web GIS技术、DEM模型的研究现状及发展趋势的基础上,基于Arc GIS平台,针对在实际场景下构建TIN模型所存在的问题,以杭州市浙江工业大学校区为研究对象,设计了一种改进的逐点插入算法,采用Arc GIS Python并借助于Arc Map自定义脚本工具构建了校园及周边区域的TIN模型。采用J2EE框架以及Arc GIS API for Java Script技术设计并开发了基于DEM模型的三维Web GIS可视化系统。本文的主要工作如下:(1)在分析了Web GIS、三维GIS与DEM的国内外发展现状基础上,介绍了系统开发所需要的前后端开发技术、数据库存储技术以及Arc GIS相关技术。(2)在系统需求分析的基础上,设计了系统的体系结构、逻辑功能结构,对系统功能及数据库进行详细设计。针对TIN模型的构建问题,详细设计了一种改进的逐点插入算法并构建了实际场景下的TIN模型,实验结果证明了算法在实际场景下的有效性。(3)基于Arc GIS平台,结合所设计的改进逐点插入算法,采用Arc GIS Python在Arc Map自定义脚本工具中实现了对浙江工业大学校区的TIN模型构建;进一步实现校园三维场景建模;采用SSM框架、Arc GIS API for Java Script等技术,设计并实现了三维Web GIS系统中的可视性分析、统计查询、服务区分析、最短路径分析等功能模块。最后测试运行结果表明系统的有效性和可行性。
基于DEM模型的三维WebGIS系统设计与开发——以浙江工业大学校区为例
这是一篇关于WebGIS,ArcGIS,三维,不规则三角网,数字高程模型的论文, 主要内容为随着计算机技术、地理信息技术的迅速发展,具有三维空间数据处理能力的地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)技术正在各领域受到越来越多的关注,并且三维可视化的GIS技术在数字地球、数字城市、数字校园的建设中得到广泛应用。数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)的建立是进行三维GIS分析的基础,不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)作为DEM的一种表达方式,在DEM的构建中发挥着重要作用。因此在实际需求下如何快速构建合适的TIN模型对进一步搭建Web GIS三维数字校园系统至关重要。本文在分析了国内外Web GIS技术、DEM模型的研究现状及发展趋势的基础上,基于Arc GIS平台,针对在实际场景下构建TIN模型所存在的问题,以杭州市浙江工业大学校区为研究对象,设计了一种改进的逐点插入算法,采用Arc GIS Python并借助于Arc Map自定义脚本工具构建了校园及周边区域的TIN模型。采用J2EE框架以及Arc GIS API for Java Script技术设计并开发了基于DEM模型的三维Web GIS可视化系统。本文的主要工作如下:(1)在分析了Web GIS、三维GIS与DEM的国内外发展现状基础上,介绍了系统开发所需要的前后端开发技术、数据库存储技术以及Arc GIS相关技术。(2)在系统需求分析的基础上,设计了系统的体系结构、逻辑功能结构,对系统功能及数据库进行详细设计。针对TIN模型的构建问题,详细设计了一种改进的逐点插入算法并构建了实际场景下的TIN模型,实验结果证明了算法在实际场景下的有效性。(3)基于Arc GIS平台,结合所设计的改进逐点插入算法,采用Arc GIS Python在Arc Map自定义脚本工具中实现了对浙江工业大学校区的TIN模型构建;进一步实现校园三维场景建模;采用SSM框架、Arc GIS API for Java Script等技术,设计并实现了三维Web GIS系统中的可视性分析、统计查询、服务区分析、最短路径分析等功能模块。最后测试运行结果表明系统的有效性和可行性。
基于KiK-net数据的抗震不利地段强震动特征研究
这是一篇关于抗震不利地段,数字高程模型,井上井下谱比法,场地基本周期,加速度反应谱,仪器地震烈度的论文, 主要内容为建筑土地资源紧缺是我国社会发展面临的重要问题。震害调查和地震记录结果表明,建筑结构的震害不仅与近地表沉积物密切相关,同时也受到各类地形地貌的强烈影响。在地震灾害频发的今天,研究各类抗震不利地段的地震场地效应具有巨大的现实意义。本研究在收集大量地形、地貌的资料基础上,对抗震不利地段的强震动特征开展了相关研究:(一)收集整理了日本Ki K-net台站的钻孔数据,并根据其等效剪切波速情况进行了中国场地分类;收集整理了日本地形地貌分类图,对研究台站所在地形地貌进行相关提取;基于日本高精度数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)数据,进行与本研究相关的数字地形分析。依据我国目前有关抗震不利地段的相关规定,根据钻孔数据、地形地貌特征、DEM提取的坡体高差、坡度、坡边距等地形参数,制定了各抗震不利地段划分的标准化流程,将各Ki K-net台站所在场地划分为抗震有利及一般地段、突出地段、斜坡地段、软弱场地。(二)本研究基于545个Ki K-net台站的四万余组弱震记录,对场地基本周期进行了识别。结合抗震不利地段分类结果表明,受局部地形效应影响,斜坡地段和突出地段的场地基本周期稍小于抗震一般地段。受软弱土层作用,软弱场地的基本周期则明显大于抗震一般地段。对于同类场地,抗震不利地段与一般地段的基本周期对应的放大系数差异并不明显。同时利用Ki K-net中696个台站的弱震强震数据,对比了不同场地类别下,各抗震不利地段井上井下的傅氏谱的平均放大情况,其放大规律与基本周期变化特征较为一致。(三)本研究基于696个Ki K-net台站54962组5-20gal弱震、大于100gal的1984组强震记录,对比了不同场地类别下,各抗震不利地段井上井下的加速反应谱的平均放大情况。研究表明,从整体上看,斜坡地段作为一般地段与突出地段的过渡,无论在放大周期还是放大系数上,与突出地段的体现出相似的放大特征,但不如突出地段放大幅度明显。随着场地越软,不利地段的反应谱谱比放大峰值对应的周期则明显大于一般地段,这种放大特性会导致反应谱平台宽度明显变宽。研究结果与抗震设计规范规定的1.1-1.6倍的增大系数基本吻合。(四)本研究基于22组Ki K-net和K-NET相邻地表台站组成的台阵,进行研究。研究表明,任一地震事件中,地表地形和土层剪切波速高度一致的两临近台站的仪器地震烈度大小也高度一致。土层稍软的场地记录到的仪器地震烈度明显大于土层稍硬的参考台站。地震动强度增大能够激发局部地形的放大作用。本研究证明4度以上仪器地震烈度是评价场地放大作用的稳定指标,能够较好体现出抗震不利地段与一般地段的仪器烈度差异。当近地表土层剪切波速差值达到100-200m/s时,台站仪器烈度则会产生明显差异。研究表明,对于坡肩、水体附近等不利地段,由场地地形效应引起的仪器烈度增量大约在0.2-0.6度,PGA放大系数约为1.2倍。由软弱土层引起的烈度增大约0.4-0.8度,PGA放大约1.3-1.7倍。(五)基于仪器地震烈度大于或等于4度的16714组地表地震动记录,分别计算在中国场地分类方法下,各抗震不利地段井上井下仪器地震烈度增量与加速度记录的有效峰值加速度EPA、峰值加速度PGA、峰值速度PGV放大系数的关系。统计表明,地震烈度增量与EPA、PGA、PGA放大系数拟合的相关系数普遍在0.8以上。从抗震地段类型上看,对同类型场地,抗震不利地段与有利、一般地段的区别并不大,并没有明显规律。
基于DEM模型的三维WebGIS系统设计与开发——以浙江工业大学校区为例
这是一篇关于WebGIS,ArcGIS,三维,不规则三角网,数字高程模型的论文, 主要内容为随着计算机技术、地理信息技术的迅速发展,具有三维空间数据处理能力的地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)技术正在各领域受到越来越多的关注,并且三维可视化的GIS技术在数字地球、数字城市、数字校园的建设中得到广泛应用。数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)的建立是进行三维GIS分析的基础,不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)作为DEM的一种表达方式,在DEM的构建中发挥着重要作用。因此在实际需求下如何快速构建合适的TIN模型对进一步搭建Web GIS三维数字校园系统至关重要。本文在分析了国内外Web GIS技术、DEM模型的研究现状及发展趋势的基础上,基于Arc GIS平台,针对在实际场景下构建TIN模型所存在的问题,以杭州市浙江工业大学校区为研究对象,设计了一种改进的逐点插入算法,采用Arc GIS Python并借助于Arc Map自定义脚本工具构建了校园及周边区域的TIN模型。采用J2EE框架以及Arc GIS API for Java Script技术设计并开发了基于DEM模型的三维Web GIS可视化系统。本文的主要工作如下:(1)在分析了Web GIS、三维GIS与DEM的国内外发展现状基础上,介绍了系统开发所需要的前后端开发技术、数据库存储技术以及Arc GIS相关技术。(2)在系统需求分析的基础上,设计了系统的体系结构、逻辑功能结构,对系统功能及数据库进行详细设计。针对TIN模型的构建问题,详细设计了一种改进的逐点插入算法并构建了实际场景下的TIN模型,实验结果证明了算法在实际场景下的有效性。(3)基于Arc GIS平台,结合所设计的改进逐点插入算法,采用Arc GIS Python在Arc Map自定义脚本工具中实现了对浙江工业大学校区的TIN模型构建;进一步实现校园三维场景建模;采用SSM框架、Arc GIS API for Java Script等技术,设计并实现了三维Web GIS系统中的可视性分析、统计查询、服务区分析、最短路径分析等功能模块。最后测试运行结果表明系统的有效性和可行性。
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