三维可视化服务平台关键技术研究及应用
基于GIS的三维可视化智慧水利大数据平台解决方案
基于GIS的三维可视化智慧水利大数据平台解决方案一、概要随着信息技术的不断发展和应用领域的不断拓展，水利行业面临着前所未有的挑战和机遇。
为了应对水利信息化建设的需求，提高水利资源的管理效率和服务水平，我们提出了基于GIS的三维可视化智慧水利大数据平台解决方案。
该解决方案旨在通过集成地理信息系统（GIS）、三维可视化技术、大数据分析以及云计算等先进技术，构建一个集数据采集、处理、分析、可视化及决策支持等功能于一体的智慧水利大数据平台。
通过该平台，可以实现水利数据的实时采集、精准分析和高效管理，提高水利资源的监控和预警能力，为水利行业的可持续发展提供有力支持。
基于GIS的空间数据分析：借助GIS技术，实现水利数据的空间分析和可视化，提高数据的应用价值和决策精度。
三维可视化展示：通过三维建模和仿真技术，实现水利设施的虚拟展示和实时监控，提高管理的直观性和便捷性。
大数据分析支持：通过对海量水利数据的挖掘和分析，提供数据驱动的决策支持，为水利管理提供科学依据。
云计算架构：采用云计算技术，实现数据的存储、处理和分析的弹性扩展，提高系统的可靠性和性能。
该解决方案适用于水利行业的各个领域，包括水资源管理、水灾害防治、水利工程建管等。
通过实施该方案，可以显著提高水利资源的管理效率和服务水平，为水利行业的可持续发展提供有力保障。
1. 阐述水利信息化建设的背景与重要性。
随着信息技术的飞速发展和数字化转型的浪潮，水利信息化建设已成为提升水资源管理效率、保障水资源可持续利用的关键手段。
水利信息化建设的背景源于日益增长的水资源管理与保护需求，以及现代信息技术手段的不断创新与应用。
在此背景下，水利信息化建设的重要性日益凸显。
信息化技术有利于提高水利资源管理的精细化程度。
通过对水情数据的采集、处理和分析，能够实现水利资源的实时监控与预警，进而做出更为科学、精准的管理决策。
水利信息化建设有助于提升应急响应能力。
借助现代信息技术手段，可以快速获取并处理洪水、干旱等自然灾害信息，为抗灾救灾提供有力支持。
嵌入式地形三维可视化技术研究与实现
户， 这从根本上改变 了传统 的二维地 理信息 系统 由于基于 抽象 符号而不能给人以 自然界 的本 原感受 的缺 陷 ， 为嵌 入式 ＧＳ指 Ｉ
出了一条新 的发展之路 。
１ 三维地形相关技术
１１ 数字 高程模 型及构 网技 术 ．
数字高程模 型 Ｄ Ｍ是在一 定的地域 范 围内按一定 的规则 Ｅ 获取 和记 录 一些 点 的高 程 而 形成 的用 来 描 述 地 形 的数 字 模
情况下 ， 用大量 的多边形 面去精 确表示该 物体 是不必要 的。为
直观表达和高效率应用 为一体 的 Ｇ Ｓ实用平 台 ， 开始转 向在 Ｉ 并
嵌入式系统上 的应用研究。 结合嵌人式三维 可视化 技术和 数字 高程模 型 （ Ｅ 能够 Ｄ Ｍ） 观地 展 现给 用
ｏ ｄ ｎ ｒ ｂｌ ｎ ｅｌ ｅ ｔｔｒ ｎ ｌｉ ｒ ａ ｉ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ＧＬ Ｅ ． ｒ ｉ ａｙ ｍｏ ｉ ｉｔ ｌ ｇ ｎ ｅ ｍｉ ａ ｓ ｅ ｌ ｅ ａ ｅ ｎ Ｏｐ ｎ Ｓ ｅ ｉ ｚ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒｓ Ｏ ｅ ＧＬ Ｅ Ｅｍｂ ｄ ｅ ３ ｅ ｒ ｉ Ｖｉ ａｉａｉ ｎ ｐｎ Ｓ ｅ ｄｄ ｔｒａｎ Ｄ ｓ ｌ ｔ ｕ ｚ ｏ
１２ Ｌ ． ｏＤ 技术
０ 引 言
随着地理信息系统及嵌 入式 三维可视 化技术 的迅速发 展 ，
三维地理信息系统也已经从最初的 Ｇ Ｓ辅助模块渐渐发展为集 Ｉ
在 复杂模 型的动态显 示中 ， 当观察点距某一物体很近 时， 该
物体 的图像 在屏 幕上 占据较 多的像 素点 ， 当观察 点距某一 物体 很远时 ， 该物体 的图像只能在屏幕上 占据很少 的像素点 ， 在这种
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ Ａ ｖｅ ・ｏ ｅ ｃｉ ｐ ｎ ｔ ｏ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ａ ｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｏ ｔｒａｎ ｖ ｓ ａ ｉ ｔ ｎ Ｓ ｓｅ ｉ ｗ ｚ ｎ ｌ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｑ ａｅ ｆｒ３ ｐ Ｄ ｅ ｒ ｉ ｉｕ ｌ ａ ｉ ｙ ｔｍ．Ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ａ ｈ ｅ ｅ ｉｗ— ｅ ｚ ｏ ｈ ｔｏ ｃ ｉｖｓｖｅ ｄ —
电力信息系统中三维GIS关键技术的应用研究 杨海风
电力信息系统中三维GIS关键技术的应用研究杨海风摘要：电力行业是一个国家经济发展重要支撑，也是重要基础设施和核心基础产业。
当前电力市场的快速变化，就必须要对电力信息系统进行有效的优化改造，促使其能够快速的实现自动化，能够及时更新电力负荷、设备及电网运行环境以及环保情况等多方面的信息情况。
我国的信息技术水平也得到了有效的提升，特别是GIS 技术被广泛的应用在了电力信息系统中。
社会的发展对电力生产等方面的管理水平提出了更高的要求，需要电力信息系统在满足现有二位GIS 的基础之上，开展三维GIS 关键技术的研究与应用，从而提升电力企业的精益化管理水平，促进电力信息系统自动化程度及可视化的快速实现。
关键词：电力信息系统；三维GIS关键技术；应用随着科技信息化和网络科技化程度不断提高，地理信息系统技术越来越深入地应用到电力信息系统中。
地理信息技术与电力系统相结合发展也成为国家发展国民经济的一项重要战略工作。
将三维可视化GIS用于电力信息系统是经济社会发展的需要。
对于经济社会中电力信息系统的规划决策领域而言，将GIS提供的区域规划与供电能力相结合可解决供电能力不适应配电网结构的问题等，从而正确规划区域的整体布局和发展重点；通过GIS的模拟、虚拟功能，对电网数据进行分析，推导出可视化表示结果，为最终供电能力预测、决策提供科学的依据，改造现有电网，规划新电网；利用GIS可实现的地理网络分析功能来确定最优化布线，保证配电线路的传输畅通，资源得到高效合理的利用；根据MIS的管理功能和三维GIS直观形象的特点，可及时定位排除故障，便于设备的维修和管理。
三维可视化GIS不但可以用于电力信息系统，同时可以为交通建设、城市规划、水利建设、民航规划等领域服务。
一、电力信息系统中的三维GIS关键技术1、数字地面模型DTM 关键技术。
输电线路作为输送电力的重要组成部分，由于其线路距离较长，且会通过多种拥有复杂地理条件的地区，同时还与其它电力线路及通讯线路会产生交叉跨越。
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析随着城市化进程的加速和科技的不断发展，智慧城市建设已经成为新的城市发展方向。
智慧城市通过信息技术和智能化手段，实现城市资源的高效利用、环境的持续改善、居民生活的舒适便捷。
而三维建模作为智慧城市建设中的关键技术，其研究与应用对于城市规划、管理和决策具有重要意义。
本文将对面向智慧城市建设的三维建模关键技术进行深入研究与应用分析。
一、三维建模技术的发展与应用现状1. 三维建模技术的发展三维建模技术是指利用计算机技术对三维物体进行实体建模，实现对物体形状、结构和颜色的精确描述。
三维建模技术最初应用于动画、游戏和影视等领域，随着科技的发展和需求的增加，逐渐应用到城市规划、建设、管理和决策中。
目前，三维建模技术已经成为智慧城市建设的核心技术之一。
2. 三维建模技术的应用现状在智慧城市建设中，三维建模技术被广泛应用于城市规划、建筑设计、交通管理、环境保护、应急响应等方面。
通过三维建模，可以实现城市的数字化、可视化和智能化，为城市管理和决策提供重要的支持和参考。
目前，国内外许多城市已经开始使用三维建模技术，并取得了显著成效。
1. 高精度三维地理信息获取技术高精度的三维地理信息是实现智慧城市建设的基础，而高精度三维地理信息获取技术则是其核心。
目前，高精度三维地理信息获取技术主要包括激光雷达技术、多视角影像获取技术、卫星遥感技术等。
这些技术能够实现对城市地形、建筑、绿化等要素的高精度获取，为城市三维建模提供了可靠的数据支撑。
2. 大数据处理与分析技术在智慧城市建设中，需要处理和分析大量的城市数据，而大数据处理与分析技术则成为关键。
通过大数据处理与分析技术，可以实现对城市各种数据的整合、挖掘和分析，为城市规划和管理提供重要的决策依据。
大数据处理与分析技术也可以实现对城市三维建模数据的处理和优化。
3. 虚拟现实技术虚拟现实技术是指利用计算机图形学、图像处理、人机交互等技术，实现对虚拟环境的模拟和交互。
三维GIS空间数据模型及可视化技术研究
此外，随着人们对地理信息需求的不断增长，三维GIS的应用范围也将不断 扩大，涉及到城市规划、资源管理、灾害预警等多个领域。因此，我们需要进一 步加强三维GIS空间数据模型和可视化技术的研究，以满足不断增长的实际需求， 推动地理信息科学的持续发展。
总之，三维GIS空间数据模型和可视化技术是地理信息科学的重要组成部分， 具有广泛的应用前景和发展潜力。未来需要进一步加强技术研究和应用实践，以 推动其向更高水平发展，更好地服务于社会各个领域。
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该技术可以构建逼真的战场环境，提高军事行动的效率和准确性。然而，现 有的技术仍存在一些不足，如建模精度、实时性和可视化效果等方面的问题，需 要进一步研究和优化。
从研究的实际情况来看，三维GIS建模及可视化技术的应用研究具有重要的 理论和实践意义。在理论上，该技术可以提高地理信息的获取、处理和分析能力， 有助于深入探究地理现象的时空变化规律；在实践上，该技术可以为城市管理、 环境保护、军事仿真等领域的决策提供更加科学、精确的支持，提高相关领域的 工作效率和准确性。
三维GIS空间数据模型是由空间对象、空间关系和属性信息三部分组成的。 空间对象表示地理实体，如点、线、面等，它们具有相应的几何特征和属性信息。 空间关系包括拓扑关系、方向关系、距离关系等，用于描述空间对象的相互关系。 属性信息包括文本、数字、图片等，用于描述空间对象的特征和属性。构建三维 GIS空间数据模型的关键在于正确表达空间对象及其关系，同时保证数据结构的 合理性和数据操作的有效性。
基本内容
随着城市化进程的加速，城市规划和管理的需求日益增长。为了更加直观地 了解城市空间信息和现象，城市三维可视化GIS技术应运而生。本次演示将围绕 城市三维可视化GIS的研究展开，旨在为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
基于osg的战场态势三维可视化关键技术研究
摘要摘要虚拟仿真技术在军事领域的应用研究一直是各个国家关注的重点。
战场态势可视化是军事虚拟仿真系统的关键技术之一。
随着军事技术和作战方式的不断发展，战场态势的动态性和多维性不断增强。
利用三维可视化技术构建的战场态势三维可视化系统，能够帮助指挥人员更好地感知复杂的战场态势，作出合理的决策。
目前战场态势三维可视化系统的研究还存在对移动装备的建模、计算分析和态势数据的多维度可视化表达两个方面的不足。
本文针对这两个方面的不足进行研究，并提出解决方法。
主要工作包括：第一，设计并实现了一套数学表达系统和数据结构，来表达可视化系统中移动装备的连续变化的时空信息。
并针对该数据结构设计了一套操作来完成相应的数学计算和查询功能。
通过导弹装备对移动装备的模型进行了验证。
同时，针对导弹和攻击事件相绑定的特殊性，本文单独为导弹装备设计并实现了一套表达和管理的体系。
第二，本文设计并实现了多视图的功能，增加了二维视图，方便用户在不同的视图中进行不同态势的对比，解决了二维视图和三维视图同步时相关的数学计算问题。
第三，参照WebGIS的思想，设计并实现了数据导出功能，使得本系统产生的态势数据可以服务给Web客户端。
支持用户远程通过Web查看态势，并且不需要额外安装软件。
第四，战场态势通常是多个装备之间的相互作用，本文实现了可视化系统同时锁定多个移动装备进行观察的功能，通过视点计算的算法，产生能够同时观察到多个移动装备的视点。
综上所述，本文在基于osgEarth和Qt开发的战场态势三维可视化系统之上，设计并实现了一套能够表达移动装备连续变化的时空表达系统，并通过导弹装备对移动装备模型进行了验证，同时实现了多视图以及多个装备的视点跟踪等功能，为战场态势可视化系统的后续研究做了铺垫。
关键词：虚拟战场，移动装备，二三维同步，OSG，多装备视点跟踪ABSTRACTABSTRACTThe application of virtual simulation technology in military field has always been the focus of each country. Battlefield situation visualization is one of the key technologies of military virtual simulation system. With the continuous development of military technology and combat methods, the dynamic and dimension of the battlefield situation are increasing. The battlefield situation system build on three-dimensional visualization technology, can help commanders perceive the complex battlefield situation in better terms, and make reasonable decisions.At present, there are two aspects of the deficiency in battlefield situation visualization system, including modeling of mobile equipment, calculation and analysis of mobile equipment and multi-dimensional visualization of battlefield situation data. This thesis does some research on the two aspects of the lack, and proposes solutions for these problems. The main contributions are as follows:Firstly, this thesis designs a mathematical expression system and data structure to express the temporal and spatial information of mobile equipment in the visualization system. And it designs and implements a set of operations to complete the corresponding mathematical calculation and query function for the data structure. Then verifies the model of mobile equipment via missile equipment. This thesis also designs and implements an expression and management system for missile equipment specially, due to the particularity of the binding of missiles and attack events.Secondly, this thesis designs and implements the multi-view function, and adds a two-dimensional view. It is convenient for users to compare different situations in different views. This thesis solves the problem in synchronizing between two-dimensional and three-dimensional view.Thirdly, this thesis designs and implements the data export function according to the idea of WebGIS, so that the situation data generated by the system can be served to the Web client.Fourthly, generally speaking the battlefield situation is the interaction between multiple equipment, this thesis implements a function that allows multiple mobile equipment to be observed at the same time. A viewpoint is generated by the viewpoint calculation algorithm, that can observe a plurality of mobile equipment simultaneously.In summary, this thesis enhances the mobile equipment expression and analysis capabilities in the three-dimensional visualization system based on osgEarth, increases the expression of the visualization system, and paves the way for the follow-up study of the battlefield situation visualization system.Keywords: Virtual battlefield, Mobile equipment, 2D and 3D sync, OSG, Multi-target tracking插图索引插图索引图1.1 “红旗”军演 (2)图2.1 地理坐标系 (5)图2.2 墨卡托投影 (6)图2.3 WebGIS原理 (7)图2.4 Cesium三种视图 (8)图2.5 正投影 (9)图2.6 透视投影 (9)图2.7 渲染管线和着色器 (10)图2.8 三种坐标系转换 (11)图2.9 OSG组成结构 (12)图2.10 OSG场景树 (13)图2.11 OSG渲染流程 (13)图3.1 系统架构 (17)图3.2 系统地理环境数据 (18)图3.3 态势管理模块结构 (20)图4.1 带有时间的二维数据 (27)图4.2 空间数据类型 (30)图4.3 类型系统结构 (30)图4.4 MPoint实现类图 (32)图4.5 导弹实现类图 (36)图4.6 抛物线轨迹合成 (36)图4.7 导弹功能流程图 (37)图4.8 导弹发射 (38)图4.9 直线弹道 (38)图4.10 抛物线弹道 (39)图4.11 爆炸效果 (39)图5.1 数据共享方式 (41)图5.2 相机坐标系中的视见体 (43)图5.3 二三维同步实现类图 (44)图5.6 2.5D和3D视图 (46)图5.7 多三维窗口 (47)图5.8 地理信息查询 (49)图5.9 实体查询 (49)图5.10 扫描区域和轨迹 (50)图5.11 运动轨迹和点集 (51)图5.12 导出文件布局 (53)图5.13 字幕实现效果 (54)图5.14 移动装备运动流程 (55)图5.15 单装备视点跟踪实现类图 (56)图5.16 计算包围球三种情况 (57)图5.17 包围球计算结果 (58)图5.18 多装备视点生成算法工作流程 (59)图5.19 多装备观察视点计算效果 (59)表格索引表格索引基础属性 (23)动态属性 (24)位置属性 (24)功能参数 (24)模型图标 (25)运动轨迹 (26)类型系统的基调 (30)非时态类型操作 (31)时态类型的操作 (31)导弹参数 (35)缩略语对照表缩略语对照表缩略语英文全称中文对照AJAX CZML DIS DVENET GCS GIS GLSL glTF GPU HLA HSL JSON KML OGC OpenGL OSG osgEarth SIMNET STOW UI WCS WebGIS WebGL WFS WMS XML Asynchronous Javascript And XMLCesium LanguageDistributed Interactive SimulationDistributed Virtual Environment NetworkGeographic Coordinate SystemGeographic Information SystemOpenGL Shading LanguageGL Transmission FormatGraphics Processing UnitHigh Level ArchitectureHue Saturation LightnessJavaScript Object NotationKeyhole Markup LanguageOpen Geospatial ConsortiumOpen Graphics LibraryOpen Scene GraphOpen Scene Graph EarthSIMulation NETworkingSynthetic Threat Of WarUser InterfaceWeb Coverage ServiceWeb Graphics LibraryWeb Graphics LibraryWeb Feature ServiceWeb Map ServiceeXtensible Markup Language异步JavaScript和XMLCesium 语言分布式交互仿真分布式虚拟环境网络地理坐标系地理信息系统OpenGL着色语言GL传输格式图形处理器高级体系结构色相、饱和度、明度JavaScript对象标记语言Keyhole标记语言开放地理空间信息联盟开放图形库开放场景视图开放场景视图地球仿真网络战争综合训练用户界面网络地理覆盖服务网络地理信息系统网络图形库网络要素服务网络地图服务可扩展标记语言目录目录摘要 (I)ABSTRACT (III)插图索引 (V)表格索引 ............................................................................................................................ V II 缩略语对照表 ..................................................................................................................... I X 第一章绪论. (1)1.1课题研究背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3论文主要工作及章节安排 (3)第二章相关背景知识 (5)2.1GIS相关知识 (5)2.1.1地图投影 (5)2.1.2WebGIS (6)2.2图形学概念及技术 (8)2.2.1图形学概念 (8)2.2.2OSG（Open Scene Graph）概述 (12)2.2.3OSG渲染流程 (13)2.2.4osgEarth概述 (14)2.3本章小结 (15)第三章战场态势可视化系统结构 (17)3.1整体框架 (17)3.2地理环境模块 (18)3.3态势管理模块 (20)3.4本章小结 (21)第四章移动装备的时空数据建模 (23)4.1装备基础属性 (23)4.1.1装备数据属性 (23)4.1.2装备显示属性 (25)4.2移动装备数据建模 (26)4.2.3数据建模方法及特性 (28)4.2.4数据建模 (29)4.2.5数据模型实现 (32)4.3移动装备模型验证 (34)4.3.1导弹仿真简化 (34)4.3.2导弹功能实现 (35)4.3.3导弹功能截图 (38)4.4本章小结 (39)第五章战场态势数据多维度表达 (41)5.1多视图及其同步 (41)5.1.1共享方案设计 (41)5.1.2二三维同步计算 (42)5.1.3多视图实现 (44)5.1.4多视图实现效果 (45)5.2时空信息查询 (47)5.2.1时空查询的分类 (47)5.2.2时空查询的过程 (48)5.3战场态势数据导出 (52)5.3.1态势数据导出方案 (52)5.3.2态势数据导出实现 (52)5.4观察多对象时的视点控制 (54)5.4.1单装备视点控制 (54)5.4.2多装备视点跟踪 (56)5.5本章小结 (60)第六章总结与展望 (61)6.1总结 (61)6.2展望 (61)参考文献 (63)致谢 (65)作者简介 (67)第一章绪论第一章绪论1.1课题研究背景和意义自上世纪50年代中期开始的信息革命，其代表性象征为“计算机”，主要以信息技术为主题，重点是创造和开发知识。
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析随着社会的发展和科技的进步，智慧城市建设成为了现代城市建设的重要方向。
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析，对于智慧城市的规划、设计和建设具有重要的意义。
本文将从三维建模的概念和发展、关键技术研究和应用分析等方面进行探讨。
一、三维建模的概念和发展三维建模是指通过计算机技术将现实世界的物体、场景模拟成为三维模型的过程。
三维建模技术可分为建模软件、建模数据和建模方法与算法三部分。
传统的建模技术主要包括手工建模和参数化建模，而随着计算机技术的发展，基于大数据的自动建模、深度学习等新技术也得到了广泛应用。
三维建模技术的发展经历了从二维平面建模到三维实体建模的过程，现在已经发展成为了一个比较成熟的技术领域。
随着虚拟现实、增强现实等技术的不断发展，三维建模技术在建筑设计、城市规划、数字娱乐等领域得到了广泛应用。
二、面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究1. 高精度地理信息数据采集技术在智慧城市建设中，要实现对城市空间信息的精准获取和高效利用，就需要依托于高精度地理信息数据采集技术。
目前，常见的地理信息数据采集技术包括激光雷达扫描技术、立体摄影技术等。
这些技术可以实现对城市空间信息的高精度采集，并能够为后续的三维建模提供可靠的数据基础。
2. 三维建模算法及模型管理技术在三维建模领域，建模算法及模型管理技术是关键的核心技术之一。
目前，在三维建模领域涌现了一系列创新性算法和技术，如基于点云数据的三维重建算法、虚拟现实技术、模型压缩与优化技术等，这些技术的研究与应用将进一步提升三维建模的精度和效率。
3. 三维可视化技术在智慧城市建设中，三维可视化技术能够将三维建模的结果以逼真的形式展现出来，使得人们能够更直观、更真实地感受到城市空间的变化。
针对大规模城市场景的三维可视化技术研究和应用，是当前三维建模技术领域的一个热点方向。
三、面向智慧城市建设的三维建模应用分析1. 智慧城市规划设计通过三维建模技术，可以对城市的规划设计进行全方位的展示和演示，包括建筑布局、交通设计、城市景观等。
三维可视化技术在电力系统中的应用
随着科学技术水平的进步 ， 电力 系统 自动化程度越来越 高。 但 （ １ ） 杆塔管理 ： 对主要 线路 、 杆塔实 际位置 ， 所处的地形地貌进 是基于 电力需求的不断增长 ， 电网建设也不断扩展 ， 呈现复杂化 ， 庞 行真实再现。 杆塔的编号 、 类型等信息和每个杆塔三维模型挂接 ， 实 大化趋势。 因此 ， 先进的现代信息技术应用于电网建设实践 ， 就成为 现对 每个杆塔定位查询 。 （ ２ ） 设备查询 ： 通过关键词查询某个设备 ， 解 决 这 些 问题 的 必 然 选择 。 然后 自动定位到设备 ， 并有 标牌展示设备 的相关信息。 支持模糊查 询和精度查询。 （ ３ ） 线路巡检 ： 实时跟踪 ， 报警提示 ， 历史 回放 ， 线路巡 １三维可视化技术应用于电网建设的优势 检， 事件处理等。 （ ４ 版 备检修： 在地 理信息系统中， 规划维修方案 。 并 从 信 息 技 术 的 角 度 出发 ， 将 三 维展 示 、 虚 拟 现 实 及 信 息 集 成 技 设定维修线路 ， 匹配救援工具的种类及数量。 通过分析刀闸跳闸的 术相结合 ， 构建 电网三维空间可视化信息平 台， 并结合建模 、 视景仿 原因， 利用录波器进行故 障测距 ， 可 以确定具体输 电线路可能断路 真、 信息集成 、 可视化交互及多态计算等关键技术进行可视化展示 ， 的位置 ， 并 显 示 出该 位 置 的地 形 地 貌 。 （ ５ ） 过 载 报警 ： 过 载 模 块 功 能 创 新性的提出城市 电网空间三 维可视化信 息平 台的工程化建设 思 主要计算变压器 和输电线路的负载情 况。 通过集成实 时监控系统 ， 路， 从而进＿步提高电网安全运行水平， 提高电网运行状况的可控 、 分析设备 数据 ， 可以对 负载率过大的相关设 备进行 闪烁报警 。 （ ６ ） 遥 在控 、 能控 能力 ， 真正实现城市 电网空 间三维可视化信息平台建设 。 视系统 ： 在三 维场 景中显示所有监控 的位置分布 ， 可 以随时查询 缺 陷位置附近的摄像头分布情 况， 调取遥视 系统 图像 。 ２三维 可视 化 技术 应 用于 电网 建设 的实 践 ２ ． ４营销 管理 可视 化 ２ ． １三维 可视 化 平 台建设 目标 （ １ ） 电费 管 理 ： 平 台可 以集成 现有 的 电费 管 理 系 统 ， 可 以在 平 台 （ １ ） 数字地球 ： 可 以显 示 变 电站 周边 大 范 围彩 色地 景 ， 可 以看 到 内部 自主开 发适合营销部 门的 电费管理 信息 系统 。 （ ２ ） 电能计量 ： 平 行政 区划 、 居 民区、 人 口等信息 ， 以及 关注 区域 内敏感 目标 的位置 ， 台可 以集成现有 的电能计量管理系统 ， 集分路计量 、 集 中管理、 负载 并可利用高精度遥感 影像 数据生成三维地理 场景 Ｄ Ｅ Ｍ， 直观展示 安全控制、 收费管理和数据查询等功能于一体 ， 整个 电能计量管理 地理场 景真 实地 貌状 况等 。 （ ２ ） 精细模型 ： 需要对 电网下属 的主要变 系统采用一个 管理中心进行控 制管理 。 此外， 可以在平 台内部 自主 电站进 行１ ： １ 精 细建模 ， 站内设备 尺寸 、 布置位置与实际一致 ， 满足 开发适合营销部 门的电能计量管理系统。 （ ３ ） 客户服务 ： 平 台可 以集 安 全 规 定 的 电 气 工作 安全 距离 。 然后配置到三维场景 中， 作为 后 续 成现有的 电力客户服务 中心管理系统， 将客户和企业有机地结合在 业 务功能的基础 。 （ ３ ） 全景展示 ： 需要构建大 范围三维彩色地景 ， 融 起， 客 户可 以随时随地利用 电话 、 传真、 电子邮件 、 ＷＥ Ｂ 访 问等多 合道 路 、 植 被、 电 网 等矢 量 线 划 、 标 注 等 二 维信 息 。 同时 按 照 １ ： １ 比例 种 方 式 获 取 自 己所需 要 的信 息 和 服 务 。 此外， 可 以在 平 台 内部 自主 对 范围 内地形 、 建筑 、 设备等可见物体进行数 字模 拟展示 。 （ ４ ） 热点 开发适合营销部 门的电力客 户服务 中心管理系统 。 （ ４ ） 四分线损系 区域。 在三维真实地理信息基 础上 ， 展示焦作 的空间位置 、 行政辖 统： 可以实现分区统计分析 、 分压统计分析、 分线统计分析、 分台区 区、 人 口分布情况、 道路交通 、 名胜古迹等。 （ ５ ） 空间量测 。 系统提供空 统计分析等功能 。 （ ５ ） 母线不平衡率统计 ： 系统可按母 线统计各条母 间量 测工具 ， 支持 自动量 算距 离、 面积等 ， 测量功能包括坐标测量 、 线不平衡率 ， 并可 以按 变电站 、 电压等级 、 区域进行汇总 ， 系统提 供 高度测量 、 断面测量 、 坡度测量等 。 对母 线平衡率 的可视化查询分析 ， 以图表形式展 示各母 线、 各变 电 ２ ． ２调 控 中心 可视 化 站、 各 电压 等级 、 各 区域 的母线不平衡率分析 ， 同时在 时域上可按 （ １ ） 电网规模 。 变 电站采用三维立体效果， 各个 站之 间采用动态 日、 月、 年等进行统计分析查询。 （ ６ ） 主变损耗统计 ： 系统可按主变统 电流、 箭 头流动效果 ， 实 时表 现潮流与投运关系 。 在三维 空间位置 计各主变损耗 ， 并可以按变 电站 、 电压 等级、 区域进行汇总， 系统提 上， 各个变 电站 、 线路按类型分别突出显示。 （ ２ 煅 备 负载。 对 电网的 供对主变的可视化查询分析， 以图表形式展示各主变 、 各变 电站、 各 总 负荷 与 主 变 负 载 、 售 电量 、 最 大供 电量 、 Ｓ Ｃ ＡＤ Ａ系 统 、 主平面 图、 电压 等级 、 各区域的主变损耗分 析 ， 同时在 时域上可按 日、 月、 年 等 ＡＶＣ系统 等进行统一管理与展示 。 （ ３ ） 视频 监控 。 视频监控 的展示 ， 进 行统计分析查询 。 位置标识 ， 可以直接调用视频。 并显示摄像头的精确位置。 要求摄像 头 的位置与视角要与现场一致 。 （ ４ ） 设备缺陷。 通过设备缺陷展示功 ３结 语 能， 可 以列 出所 有 运 行 中有 缺 陷 、 且 没有 处 理 的设 备 。 并 可 以在 三 维 综上所述 ， 三维可视化技术在 电网建设 中的应用 ， 为输变配 电 场 景 中定 位 到具 体 的设 备 进 行 高 亮 闪烁 。 通 过 缺 陷处 理 功 能 ， 可 以 网的管理 、 基 建、 维修 、 扩建和决策等提供最新 的地理信息 ， 可以获 了解设 备缺陷的处理过程 。 通过上报 网址 ， 对缺 陷进行 上报。 （ ５ ） 数 得 良好 的应用效果 。 随着 电网建设 自动化程度的不断提 升， 相信三 据管理 。 系统能够通过选 择 ， 显示设备 的基础参数 、 运行参数 、 检修 维可视化技术也 必将 在 电网建设 中进一步深化应用 。 记录 、 历 史缺 陷等等。 （ ６ ） 投 运管理 。 平 台能够 对 电网的投运过程进 参 考 文 献 行管理与展示 ， 针对 新 建 的 或者 改造 后 的变 电站 ， 进 行 投 运 预演 ， 保 １ ］ 王家林． 电力系统故障诊断研 究现状与展望［ Ｊ ］ ． 电力 系统保护 与 证投运过程 的正常进行。 根据站与站 ， 以及输 电线路之间的关系 ， 显 ［ 控 制 ， ２ ０ １ ０ （ １ ８ ） ． 示送 电输 电的潮流走势 ， 从而可以实现从整体查看送输 电的过程 。 ［ ２ ］ 唐跃 中． 数 字化 电网若干关键技术研 究［ Ｄ ］ ． 浙江大学， ２ ０ １ ０ ． ２ ． ３运 行 维 护 可视 化
三维可视化技术方法研究
（） １
＝ 参数 可 由克里金方程组求解 。如普通克里金方程组为 ： ．
２
Ｙ ＋） ｊ ｔ
（ｉ ｘ
＋ｔ
图４ 从 预 测 网格 中寻 找 到 与 ４ 距 离最 近 的 点 （ ． Ｘ，ｙ）
６ 结 论
２
其中 ： 为变异 函数 。普通 克里金 （ ｒ ｎｒ ｒ ｉ ） Ｏ ｄ ａ Ｋ ｉ ｎ 方程 组是 ｉ ｙ ｇｇ 由ｎ １ ＋ 个方程组成的方程组 ，由此方程组解出 （ ｌ ２ …， ） ，＝ ， ， ｉ ｎ及 。 就是普通克里金权系数 ，将其代入（ 式即可计算出 ｚ （ 。 ２ ） ’‰） （ ） 离反比插值。设空间待插值点为Ｐｘ Ｙ ｚ ，Ｐ ２ 距 （ … 。 点邻域内有 。 ） 已知散乱 点Ｑ（ ｙｚ， ｌ ｎ 利用 距离加权 反 比法对Ｐ ． ，） … ｘ ， ＝ ２… ｉ 点的属性 值 ￡ 进行插值 。其插值 原理是 待插值点的 属性值 是插值点邻域 内已知散 乱点 属性值 的加权平均 ，权的大小与待插值点与邻域散乱点之间的距 离有 关 ， 距离 的ｋ０ ＝） 一般取２次方的倒数。即 ： 是 （ ｋ（ ＜ ｋ ）
报 ，１ ９ ，１ （） ９ ９ ９ ８ ９４ ：８ — ４
ｆ ｐ＝
嘻 ‘ ㈩ ，
［ ２ 】赵卫 伟 ．数据 场 聚 类及 其 实现 【 Ｄ】南 京 ：中 国人 民解放 军 理 工 大 学 ，２０ ：１— ３ ０ ３ ０ １
［ Ｃ ｒ ｕ ｋｌ Ｍａ ｕ ｈ ｉ ｄ ｈ Ｏｉ ｅ ｉ ａｚｔ ｎ ｏ ｈ ３ 】 ｈ ｓＢ ｃ ａ ｗ， ｓ ｄ Ｍｅ ｄｚ ｅ ． ｌ ｌ Ｖ ｓ ｌ ａ ｏ ｎ ｔｅ ｉ ｅ ｏ ａ ｉ ｆｄ ｕｉ ｉ Ｐ ｌ ｆｒ Ｊ Ｔ ｅ２ ０ Ｐ ／ Ｐ ｅｔ ｇ ｎ ｌ ｅｉｇｈ ｌ ｉ ｏ ｇ Ｃ Ｐａ ｏｍ［． ｈ ０ ０Ｓ Ｅ ＡＡ Ｇ Ｗ ｓ ｒ Ｒｅｉ ａ Ｍｅ ｔ ｅ Ｌ ｎ ｔ ］ ｅ ｎ ｏ ｎ ｄｎ Ｂ ａｈ Ｃ ｌｏ ｉ ｕ ｅ ０ ０ ９ ２ ｅｃ ， ａ ｆｒ ａ ｎ ０ ：１ — ３ ｉｎ Ｊ ２ ［ Ｗａ ｙ Ｔ Ｍ ； ｏ ４ １ ｓ Ｎｏ ｒＡ Ｋ．Ｏｂ ｃ— ｒ ｎｅ ｉｕ ｌｅ ｖｒｎ ｎ ｏ ｆ ｊ ｔ ｏ ｅ ｔｄ ｖｒ ａ ｎ ｉ ｍｅ ｔｆｒ ｅ ｉ ｔ ｏ
三维数字图像相关法的关键技术及应用研究共3篇
三维数字图像相关法的关键技术及应用研究共3篇三维数字图像相关法的关键技术及应用研究1随着数字化技术的不断发展，三维数字图像相关法逐渐成为人们关注的焦点。
本文主要探讨了该技术的关键技术和应用研究。
一、三维数字图像相关法的基本原理三维数字图像相关法是一种基于信号处理、数学和计算机图形学等领域的技术，可以通过对三维数字图像进行相关运算，实现三维对象的识别、测量、比较等操作。
其基本原理是利用数字图像相关函数来描述不同图像之间的相似程度，从而实现三维重建。
二、三维数字图像相关法的关键技术1、三维数据获取技术：三维模型的准确性、精度和刻度对于三维数字图像相关法的应用至关重要。
目前，三维数据获取技术主要有三种，分别是激光扫描、计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）。
2、三维数据存储技术：三维数字图像相关法需要存储大量的三维数据，而且这些数据的格式和处理方式都不同，所以需要先对其进行标准化。
常用的存储格式有STL、OBJ、PLY等。
3、三维数据处理与算法技术：三维数据处理技术是三维数字图像相关法的关键技术之一，它包括了点云处理、拓扑学处理、曲面重建等。
此外，算法的选择和优化也对三维数字图像相关法的效果有很大影响。
三、三维数字图像相关法的应用研究1、三维重建与虚拟仿真：三维数字图像相关法能够对物体进行三维重建，可应用于人体器官的重建、建筑物和景观的重建，以及实验室中的虚拟仿真。
2、三维度量与检测：三维数字图像相关法还可以实现对物体的精确测量和检测。
例如，在机械制造中，三维数字图像相关法可用于零件的精确定位和测量，避免了人工误差，提高了生产效率。
3、三维模型的动态模拟：三维数字图像相关法还可以实现三维模型的动态模拟。
例如，在医学领域，医生可以通过对患者的病情进行三维模拟，来实现手术前的模拟操作，提高手术成功率。
总结：三维数字图像相关法是数字化技术的一种重要形式，它采用了一系列的技术与算法，实现了对三维图像的识别、测量和比较等操作。
数字地球三维空间信息服务关键技术研究
数字地球三维空间信息服务关键技术研究数字地球是指基于地理信息系统等技术，通过数字化的手段对地球上的各类信息进行整合、分析和展示的空间信息平台。
随着科技的进步和社会的发展，数字地球已经渗透到了我们的日常生活中，并成为推动经济发展和社会进步的重要力量。
在数字地球的建设过程中，三维空间信息服务是其中的关键技术之一，它为我们提供了一个更为真实、直观、全面的地球空间信息服务。
首先，三维地球模型是数字地球的核心组成部分。
它是通过将地球表面的地理数据进行三维建模，使得我们可以在计算机上观察和分析地球表面的地理现象。
三维地球模型能够提供具有高度真实感的地理空间信息，在城市规划、资源管理、应急救援等方面起到重要作用。
在构建三维地球模型时，关键技术包括数据获取、数据处理、数据可视化等。
数据获取是指通过遥感技术、测绘技术等手段获取地理数据，数据处理是指将获取的数据进行整合、处理和加工，数据可视化是指将处理后的地理数据以直观的方式展示给用户。
其次，三维场景建模技术是实现三维地球模型的核心技术之一。
通过三维场景建模技术，我们可以将地球上的景物、建筑、植被等要素进行三维建模，形成一个真实的地球场景。
在三维场景建模过程中，需要解决的技术问题包括三维数据编辑、三维数据处理和三维数据可视化。
三维数据编辑是指对三维数据进行编辑和修正，三维数据处理是指对三维数据进行优化和精简，三维数据可视化是指将处理后的三维数据以真实、自然的方式展现给用户。
通过三维场景建模技术，我们可以实现对地球上的任意区域进行高精度的三维重建，为数字地球的应用提供了强有力的支持。
另外，三维空间分析和挖掘技术也是数字地球三维空间信息服务的关键技术之一。
通过三维空间分析和挖掘技术，我们可以对三维地球模型中的地理数据进行分析和挖掘，从中获取有价值的地理空间信息。
三维空间分析和挖掘技术主要包括地理空间数据挖掘、地理空间数据分析、地理空间关联分析等。
地理空间数据挖掘是指通过数据挖掘算法从三维地球模型中挖掘出具有潜在价值的地理信息，地理空间数据分析是指通过分析地理数据的空间分布特征，发现地理数据之间的关系。
实景三维地理信息服务平台建设及应用分析
实景三维地理信息服务平台建设及应用分析摘要：随着近些年来的发展，在城乡规划建设工作开展过程中，广大用户渐渐对三维地理信息平台提出了全新要求，具体要求三维地理信息平台信息应当更加全面、真实以及利于共享，同时能够支撑管理人员在客观真实、角度多样的三维可视化环境中，展开分析以及判断工作，如此必定提升管理决策的科学性以及准确性水平。
同传统三维仿真技术比较可知，实景三维地理信息具有纹理色彩真实、客观等优点，所以用户全新体验要求能够得到满足。
本文将会对实景三维地理信息服务平台建设以及应用展开分析，希望提供科学参考。
关键词：实景三维；地理信息服务平台；建设应用；科学分析；架构设计众所周知，我国地形地貌极为复杂，正是在此背景条件下，使得传统三维仿真建模工作量巨大，同时在建筑模型以及地形模型匹配等方面，需要投入大量的时间以及精力，但实际获得的应用效果并不明显。
为了应对这一难点，应当在现有数字高程模型以及三维建筑模型基础上，引入倾斜摄影等技术手段，构建最具真实视觉体验的实景三维环境。
当该实景三维地理信息服务平台得到建设，必定能够为城乡规划建设工作，奠定坚实的基础。
一、实景三维地理信息服务平台总体架构设计分析某地区城乡实景三维地理信息服务平台总体框架设计，直接采用了层次化理念，层与层之间全面考虑到系统之间的接口，并且应用组件技术实现了基础模块复用，从而确保后续系统集成以及升级稳定性、扩展性目标得到实现。
从平台分层角度来看，其包括了实景数据处理系统、三维实景信息服务平台以及应用示范等内容，各个内容都会在较为统一的标准规范制度下得到协调开展。
首先，支撑环境内容。
应用云计算技术实现对基础设备设施的云管理，建设内容包括CPU、内存以及存储在内的计算资源池，按照需求展开分配，保证整体环境协调性水平得到提升。
其次，多源实景数据获取系统内容。
该内容包括倾斜航空摄影数据获取系统、无人机遥感影像数据获取系统以及卫星遥感影像数据获取系统等。
《基于医学影像的三维可视化系统的设计与实现》
《基于医学影像的三维可视化系统的设计与实现》一、引言随着医学技术的不断发展，医学影像技术在临床诊断和治疗中扮演着越来越重要的角色。
为了更好地利用医学影像数据，提高诊断的准确性和效率，基于医学影像的三维可视化系统应运而生。
本文将介绍该系统的设计与实现过程，包括系统概述、需求分析、系统设计、关键技术实现以及实验结果与分析等方面。
二、系统概述基于医学影像的三维可视化系统是一种利用计算机技术对医学影像进行三维重建、可视化和分析的系统。
该系统可以实现对医学影像数据的快速处理和准确分析，为医生提供更加直观、全面的诊断信息，从而提高诊断的准确性和效率。
三、需求分析在需求分析阶段，我们需要对用户的需求进行详细的调研和分析，包括医生、研究人员和患者等不同用户的需求。
医生需要快速、准确地获取患者的影像信息，以便进行诊断和治疗；研究人员需要对影像数据进行深入的分析和研究，以发现潜在的疾病特征和规律；患者则需要了解自己的病情和治疗方法。
因此，我们需要设计一个功能丰富、操作简便、界面友好的三维可视化系统，以满足不同用户的需求。
四、系统设计在系统设计阶段，我们需要根据需求分析的结果，设计系统的整体架构、数据库设计、算法选择和界面设计等方面。
系统的整体架构应采用模块化设计，便于后续的维护和扩展。
数据库设计应考虑到数据的存储、管理和访问等方面，以保证数据的可靠性和安全性。
算法选择应考虑到三维重建、可视化和分析等方面的需求，选择合适的算法以提高系统的性能和准确性。
界面设计应注重用户体验，使操作简便、直观。
五、关键技术实现在关键技术实现阶段，我们需要对系统中的关键技术进行研究和实现，包括三维重建、可视化和分析等方面。
其中，三维重建是系统的核心技术之一，需要通过图像配准、立体匹配和三维重构等技术实现对医学影像数据的三维重建。
可视化技术则可以将三维模型以直观的方式呈现给用户，方便用户进行观察和分析。
分析技术则可以对三维模型进行定量和定性的分析，以便医生进行诊断和治疗。
三维可视化技术在医疗领域的应用实践
三维可视化技术在医疗领域的应用实践
随着科技的不断发展，三维可视化技术在医疗领域的应用越来
越广泛。
这种技术可以帮助医生更精准地诊断疾病，提高手术成
功率以及改善医患沟通等。
本文将从三个方面探讨三维可视化技
术在医疗领域的应用实践。
一、在诊断疾病方面的应用
三维可视化技术可以将患者的内部构造以三维形式展示出来，
帮助医生更好地理解患者的病情。
例如，对于肿瘤患者，医生可
以使用该技术绘制肿瘤的三维模型，通过不同角度和路径观察肿瘤，判断其位置、大小以及是否在关键结构区域。
同时，该技术
也可以提供实时显影，帮助医生动态观察病变和手术过程。
二、在手术操作方面的应用
三维可视化技术在手术操作中可以提供更准确的定位和空间感，大大提高手术成功率和安全性。
例如，对于脊柱手术，医生可以
使用该技术预测手术效果，规划手术方案并模拟手术过程，减少
手术中的误差风险。
此外，在显微外科手术中，该技术也可以提
供高清晰度图像和实时操作指导，帮助医生精准、高效完成手术。
三、在医患沟通方面的应用
三维可视化技术在医患沟通方面可以极大地提升效率和质量。
通过展示三维模型，医生可以更直观地向患者解释病情状况、手
术步骤和注意事项等，提升患者的理解和合作度。
在教育患者预
防病症方面，该技术也可以提供更生动、更直观的培训和指导。
总之，三维可视化技术在医疗领域的应用实践中，极大地拓展
了医疗技术的边界，提高了诊断、手术和医患沟通的质量和效率，带来了更多患者的福音。
随着该技术的不断发展和普及，我们有
理由相信，医疗领域将会迎来更广阔的发展前景。
基于三维GIS的海量数据可视化关键技术研究
Ｋｅ ｏ ｄ ３ ｖｓ ａｉ ｔ ｎ ｏ ｌｘｔ ｉ ｌ ｉ ｅｈ ｏｏ ｙ ｃｎ ｒａ ｉ ｔ ｎｔｃｎ ｌｇ ，ｄ ｔ ｃ ｅ ｕｉｇｔｃｎｑ ｅ ｙＷ ｒｓ Ｄ ｉ ｌａｉ ，ｃｍｐｅｉｙｓ ｕ ｚ ｏ ｍｐｉ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ，ｓｅ ｅｏｇ ｎｚ ｉ ｅｈ ｏｏ ｙ ａａｓｈ ｄ ｌ ｅｈ ｕ ｓ ｆｄ ａｏ ￣ ｉ
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浅析三维可视化技术在水利水电工程建设中的应用
- 89 -工 程 技 术０ 引言水利水电工程建设过程纷繁复杂，其中将会涉及多个范围领域的专业内容，信息数据量大，将三维可视化技术应用在水利水电工程建设过程中，能够提高水利水电工程设计的精准度和有效性，并帮助水利水电企业形成竞争优势，提升水利水电工程的具体建设效果。
１ 水利水电工程建设中三维可视化技术的应用现状随着社会的进步和科技发展，我国的三维可视化技术正处于不断建设发展过程中，并被广泛应用于方方面面。
在水利水电工程项目中应用三维可视化技术能够在勘测阶段、设计阶段以及施工管理阶段予以技术支持，实现水利水电工程建设地质结构的立体勘测、实现精准获取水利工程勘测数据、实现水电工程关键数据的实时处理，并能够水利水电工程项目勘测效果，创造社会价值。
２ 水利水电工程建设中三维可视化技术的具体应用２．１ 智能应用三维可视化技术主要是以三维空间的形式进行数据分析和数据表达，再加上运用人机交互系统，因此被广泛应用于水利水电工程建设中。
现阶段，许多水利工程已经在流域管理工作中积累很多工作经验，借助三维可视化技术实现数据整理和数据表达，能够在一定程度上简化工作流程，完成科学管理业务。
借助三维可视化技术获取而来的三维数据和水利水电工程设计方案，使相关工作人员能够借助现场拍摄照片和视频资料构建水利水电工程的三维模型，并实现整个水电工程现场的虚拟化展示。
开启漫游模式帮助相关工作人员能够进一步获取水利水电工程数据资料以及设备的实际应用情况、完成模型精细化处理，并将生产实时数据等信息体现在三维平台上，提高数据交互效率[1]。
三维可视化技术的实现一般包括2种方法，分别是基于等值面的体绘制和基于体素数据进行单元绘制。
采用基于等值面的体绘制时间通过数据抽取，运用多边形拟合三维数据。
采用基于体素数据进行单元绘制，是现阶段的1种主流绘制方式，从而将体素数据转换成离散的二维数据点阵。
图1是体素数据进行单元绘制的工作原理。
三维可视化技术需要采集尽可能多的数据信息，并将数据点进行分布处理。
电力信息系统中三维GIS关键技术的应用研究
电力信息系统中三维GIS关键技术的应用研究发表时间：2018-10-29T10:39:56.790Z 来源：《防护工程》2018年第17期作者：李岩[导读] 由于电力信息系统所管理的数据与地理位置紧密相关, 而GIS技术这种集计算机图形和数据库于一体的信息管理系统是一种存储和处理空间信息的高新技术国网内蒙古东部电力有限公司敖汉旗供电分公司内蒙古赤峰市 024300摘要：由于电力信息系统所管理的数据与地理位置紧密相关, 而GIS技术这种集计算机图形和数据库于一体的信息管理系统是一种存储和处理空间信息的高新技术, 所需的各种数据均是建立在空间数据基础上的, 它把地理位置和相关属性有机结合起来,采用可视化技术, 以完全实现电网信息的地图化、运行数据的可视化, 从而帮助企业进行高效的决策, 促进电力行业的科学化管理。
本文分析了电力信息系统中三维GIS关键技术的应用。
关键词：电力信息系统；三维GIS；技术；应用；面对越来越密织的电网、复杂的电力设备、时刻变化的负荷信息、不断变迁的道路和建筑, 以及人们对供电质量、环保状况、电力市场化体制改革等问题的日益关注, 电力系统规划、运行、营业部门必须对其庞大而复杂的信息进行采集、存储、分析和快速处理,传统的电力系统难以满足电网的建设和安全经济运行的要求。
一、GIS概念地理信息系统是融合地理学、几何学、计算机科学及各类应用对象为一体的综合性高新技术,是利用现代计算机图形和数据库技术来获取、管理、处理、分析、建模、显示地理图形及其属性数据的计算机系统,对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对属性数据有效管理、研究各种空间实体及相互关系。
通过把社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起,并根据用户的需要对这些信息进行分析,将分析结果作为决策的参考依据,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果,提高了用户在管理决策方面的科学化和合理化。
随着我国各行各业信息化的不断深入,对于GIS软件的需求会越来越大,要求也会越来越高。
三维地形可视化仿真关键技术研究
ＶＯ．３ １２ ＮＯ． ４ Ｄｅ ． ０ ｃ ２０ ６
三维 地形 可视化仿真 关键技术研 究
牛志宏
（ 武汉大学计算机学院，湖北 武汉 ４０ ７ ） ３０ ２
摘 要：三维地形可视化仿真技术是虚拟现实的重要手段之一。主要研究真实感三维地形建模和三维地形可视化
的实时绘制 。本文对光照模型、纹理映射技术、阴影、场景的特效生成 、实时消隐技术、层次细节简化技术等 三
１ 三维地形可视化仿真 虚拟现 实技术是 计算机 图形 学、 多媒体技 术、人工 智 能、传 感器技术和 高度并行 的实时计算 技术等多项关键 技 术的集 成和渗透 其研究 主要包括五个 方面：①动态环 境
２ 真实感三维地形建模关键技术 ２１ 光照模型 ．
光照模型是根据光学物理的有关定律计算景物表面上
量。 景物 表 面的 反 射或 透射 光不 仅取 决 于景物 表面 的 材
建 模技术；②实 时三维 形 生成技术 ：③ 立体显示和 传感 器技术 ； 应用 系统 发工只 ；⑤系统集成技术 。 ④ 三 维地形可视化 仿真作 为虚拟现 实技术中动态环境 建 模技术的重 要基础和组成 部分 ，主要研究两方面的 内容 ： 真实感三维地 形建模和 三维地形 的可视化 目前地 形建模 大 多采 用数字地面 模型 （ ｇｔｌＴ ｒａ ｄｌＤＴ ）束 Ｄｉｉ ｅｒｉ Ｍｏｅ， Ｍ ａ ｎ 生成，Ｄ Ｍ数据 由在 规则刚格地 形 图上采样所得的 高程 值 Ｔ 构 成 ，与 飞机或 卫星 上 所拍 摄 的遥 感纹 理 图像数 据相 对 应 ，这 些纹 理 图像存 重 构地 形 表面 时被 映射 到相 应 的部 位 ，并运用 计算机 图形 图像处理技 术进行真实感三 维地形 建模 。三维 地形可视化 主要是研 究数字地面模 型的显示 、 简化 、仿真 等 内容 的学科 ，它 与虚 拟现实技术 结合，可 以 使地形 的显示更准确 、更直观 ，给 用户 以逼真 的体验 ，同 时又在很大程度 助 Ⅱ 了人机交互的能力 强 三维地 形可视化 仿真的过程主 要经过数据准 备、三维 地 形建模、真 Ｉ感 三维地形模 型处理 、三维地形的可视化 实
基于WebGL技术的3DGIS可视化应用研究
基于WebGL技术的3DGIS可视化应用研究第一章：引言在当前数字化快速发展的背景下，GIS（地理信息系统）得到了广泛关注和应用。
随着网络技术的飞速发展，WebGIS已成为最受欢迎的GIS类型之一。
3D GIS（三维地理信息系统）是GIS的一种扩展形式，可以提供更全面和直观的信息展示。
然而，传统的2D地图或3D模型无法很好地展示真实世界的地理信息，因此需要更加真实、精确的3D GIS可视化应用。
WebGL技术提供了强大的3D渲染功能，可以帮助3D GIS应用程序达到远远超出传统2D地图或3D模型的展示效果。
本文将讨论基于WebGL技术的3DGIS可视化应用的研究。
第二章：WebGL技术介绍WebGL是一种基于OpenGL ES 2.0的JavaScript API，用于在Web浏览器中创建交互式3D应用程序。
WebGL能够利用计算机的GPU（图形处理器）和CSS 3D加速，以实现流畅、高效的3D 渲染。
它完全集成在HTML5标准中，并支持HTML5本地缓存数据和WebRTC（Web实时通信）等重要技术。
WebGL技术通过在浏览器中嵌入3D渲染引擎，可以实现许多传统的桌面3D应用程序所能实现的功能。
开发人员可以使用JavaScript编写完整的3D应用程序，并将其部署在Web平台上。
此外，WebGL的跨平台特性也使基于WebGL技术的3D应用程序可以在各种设备和操作系统上运行。
第三章：3DGIS可视化应用的发展3DGIS可视化应用的发展历程并不长。
由于数据的复杂性和计算能力的限制，传统的GIS应用程序大都是基于2D地图或3D模型展示地理信息。
随着计算能力的不断提高，基于WebGL技术的3DGIS可视化应用逐渐走进人们的视野，并成为当前3DGIS发展的重要方向之一。
基于WebGL技术的3DGIS可视化应用可以提供更加真实、直观、全面的地理信息展示。
用户可以自由地探索地球和其他星球的表面，并获得极具价值的信息。
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三维可视化服务平台关键技术研究及应用随着计算机图形学技术的发展和三维引擎技术逐步完善,三维可视化应用已渗透到日常生活和工作中,对三维应用的需求与日俱增。
在建筑、交通、电力、安监、环保、军工等多个领域,三维可视化都有广泛的实际应用并具有前所未有的全新体验。
三维可视化系统将多种复杂信息融汇在虚拟仿真环境之中,充分利用了空间的第三个维度,自然呈现三维形体的复杂信息,提升了信息交互的及时性和准确性。
由于对三维可视化应用的实时性和真实感的要求逐渐增高,更优化的可视化系统架构和实时渲染算法的研究成为了研究重点。
亟需构建一套完善的可视化系统应用架构,能够支持动态构建应用模型,为具体应用提供便捷的运行管理模式,能够降低三维可视化应用的门槛,并且加快其研发的进度。
此外,还能够完善动态场景的管理,提高场景结构的组织效率,完善三维场景实时渲染(在交互的实时性和场景真实感方面)。
针对上述需求和问题,本论文在国家科技重大专项及相关项目支持下,对三维应用服务平台关键技术展开研究,具体研究工作:1.三维可视化服务平台的管理模型。
建立一套完善的可视化系统应用架构,支持动态构建应用模型,加快三维可视化应用的研发进度,降低三维可视化应用的门槛。
本论文提出基于三维可视化服务平台的管理模型,首先分析了传统的三维应用程序构建方法、三维引擎及其内核,围绕课题项目背景,提出了三维可视化服务平台架构。
在此基础上,围绕三维可视化服务平台核心控制,提出基于角色、组件、消息(ACM)模型,能够有效管理角色、组件等资源及通信控制。
为满足动态构建三维应用的需求,采用“模型-实例”思想,提出了角色模型
(模型-算法-属性-消息)和运行管理模型,能够动态绑定角色算法和数据属性,形成可配置管理模式及运行工作机制,并给出了如何快速构建三维可视化应用逻辑流程。
同时,本论文考虑多终端可视化应用模式需要,采用改进的负载均衡策略完善多终端应用模式。
最后将三维可视化服务平台的管理模型应用于三维应急救援模拟演练系统。
实验证明,本论文提供的方法支持动态构建三维应用,能够为具体三维应用提供便捷的管理模式,有效提高三维可视化应用的开发效率,满足多终端可视化应用需要。
2.基于自适应二叉树和场景图的场景管理方法。
场景管理技术是虚拟现实及可视化关键技术之一,也是三维可视化服务平台的关键技术。
为解决加速室内外物体的实时渲染、如何有效精准地实施场景空间剖分及提高场景结构的组织效率等难题,通过研究传统的场景管理技术并结合应用需求,本论文提出一种基于自适应二叉树和场景图的场景管理方法。
首先,阐述了自适应二叉树的剖分算法,引用分割平面评分标准,形成自适应的行为,通过搜索有效分割平面算法,提高分割的有效性,有利于后续渲染。
其次,利用自适应二叉树空间剖分准确性高以及场景图适应性强等特点,采用自适应二叉树空间剖分算法与场景图相结合的模式,构建场景管理模型,可以对不同的场景类型运用不同的ABT权重,形成相应的场景管理策略。
最后,将基于自适应二叉树和场景图的场景管理方法应用于机房可视化管理系统。
实验证明,本论文提出的场景管理方法有效提升三维场景组织效率,加速三维场景实时渲染。
3.基于复杂场景的可见性裁剪算法。
研究可见性裁剪技术及传统裁剪算法,在第三章已建立的优化场景空间结构
基础上,借助计算机图形学视锥裁剪算法的基本原理,采用双层裁剪技术(粗略裁剪算法和精细裁剪算法),检查视锥与被裁剪三维形体对象的关系,第一层采用粗略裁剪算法对视锥体截棱锥简化处理,减少整体检查判断次数,以提高裁剪速度。
在此基础上,第二层采用精细裁剪算法对标准的视锥体进行精细裁剪,提高可见性判断结果的精确性。
并结合三维物体对象的空间相关性,避免再次检查从属关系的对象与视锥体边界面的操作,提高处理效率,从而进一步提高整体性能。
最后,将优化的视锥体裁剪算法应用于机房可视化管理系统。
实验证明,本论文提出的算法具有更好的性能,弥补了现有视锥体裁剪算法计算效率低和可见性判断的非精确性。
4.基于GPU的仿真算法模型的实时渲染方法。
三维可视化服务平台会涉及仿真算法模型的实时渲染,本论文仿真算法模型以池火为例,为解决池火模拟难以实现实时性和真实感的问题,在传统粒子系统基础上结合池火模型进行改进,以此提出了一种池火实时渲染方法。
首先,对传统粒子系统模拟池火燃烧过程以及池火的数学模型进行分析,将池火数学模型引入粒子系统中(重新定义了粒子发射器的初始位置、粒子的高度、发射面的面积与形状、速度变化、火焰的颜色等),融入池火燃烧过程的特点,建立了改进的粒子系统模型并考虑外力因素(如风速等)。
其次,利用GPU强大的并行计算能力,通过基于GPU的粒子系统实现模型,实现对粒子状态更新加速,并使用第三章场景管理算法优化加速池火燃液边界的碰撞检测过程,从而实现池火实时渲染过程优化。
最后,将基于GPU的仿真算法模型的实时渲染方法应用于三维应急救援模拟演练系统。
实验证明,本论文提出的方法实现简单,有效地降低渲染时间,显示的效果更为真实。