基于CityMaker的城市三维建模与可视化研究

摘要

当今社会,立体化快速发展,三维信息的需求迅速增长,许多的人类活动迫切需要三维地理空间的支撑。因此,3DGIS成为GIS领域研究的一个重要发展方向,3DGIS提供一种兼容的功能和性能,使得三维地理空间信息更能真实地表达客观世界。三维空间数据分析和决策支持应用是3DGIS存在与发展的动力,三维城市模型(3DCM)的建立与可视化是城市3DGIS研究的基本内容,也是一项重要任务。本文结合“数字哈尔滨”的建设需求,对三维城市模型的组织与管理进行系统的介绍,对城市空间地物信息进行了详细的分类,提出了三维空间对象的组织方法,同时研究了三维城市模型的数据获取与构建,建立纹理库与模型库,确立城市景观三维重建的整体思路。最后,根据系统开发的原则,为拓展“数字哈尔滨”的建设内涵对哈尔滨市三维地理信息系统进行系统总体设计,给出了相应的软件、硬件配置,对三维地理空间数据库进行构建与设计。三维城市模型场景是系统的核心,本文提出三维城市模型数据生产流程,运用基于CAD三维建模方法对主要建筑物进行构建,运用基于二维GIS图形方法对普通建筑物进行批量建模,实现了哈尔滨主要区域的三维可视化。为了使系统运行更加流畅,在场景实现过程中提出三维模型在可视化中的几点优化策略。最后,系统采用C＃.net+ArcGISEngine+CityMakerWebSDK进行开发,利用组件技术将三维可视化与ArcGIS无缝结合,初步实现场景浏览与控制、二三维联动、场景定位、属性查询等功能。哈尔滨市三维地理信息系统是专门针对数字哈尔滨而研制的三维城市模型可视化系统,能够全方位、直观地表达城市空间信息,提高空间信息共享与利用水平,使表达的信息更丰富、决策更科学、应用更广泛。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究问题的提出和意义

1.2 国内外研究动态

1.3 论文的主要内容

2 三维城市模型数据的组织与管理

2.1 面向对象的三维城市模型数据的分类与组织

2.1.1 地物内容不同分类

2.1.2 三维空间对象分类

2.1.3 三维空间数据组织方式

2.2 三维城市模型的数据获取与建立

2.2.1 地形模型的数据获取与建立

2.2.2 建筑物模型的数据获取与建立

2.2.3 逼真表面纹理图像数据与特殊地物模型的建立

2.3 三维城市模型数据的生产流程与质量控制

2.3.1 三维城市模型数据的生产流程

2.3.2 三维城市模型数据生产的质量控制

2.4 多源数据的一体化数据库管理

2.5 本章小结

3 哈尔滨市三维地理信息系统总体设计

3.1 系统建设概述

3.1.1 系统建设意义

3.1.2 系统需求分析

3.1.3 系统建设基本原则

3.2 系统建设总体框架

3.2.1 系统体系结构

3.2.2 系统平台解决方案

3.2.3 系统的总体架构实现

3.3 系统总体功能设计

3.4 数据库设计

3.4.1 数据库建库原则

3.4.2 数据库的数据组成

3.4.3 数据库总体设计架构

3.4.4 数据库的组织与管理

3.5 本章小结

4 基于CityMaker 的哈尔滨三维模型的建立与可视化

4.1 项目概述

4.1.1 项目建设内容

4.1.2 项目建设范围及意义

4.2 哈尔滨市三维地理信息系统可视化的流程

4.3 哈尔滨市三维地理信息系统的实现

4.3.1 CityMaker SDK 环境下的“数字哈尔滨”建设内涵

4.3.2 可视化环境下的三维空间分析与空间查询

4.3.3 基于网络的三维场景可视化

4.4 三维城市模型在可视化中的优化策略

结论

参考文献

作者简历

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