基于GIS和VR的土方量平衡计算系统研究

摘要

为了完善节约集约用地机制,实现土地资源可持续利用,我国各地都在积极开展土地整理工作。探讨采用何种手段能够快捷有效地开展工程前期工作,有助于提高土地整理项目的综合效益。科学的管理系统可以为政府决策部门提供正确的引导和可靠的依据,同时帮助土地整理单位作出是否应该参与投资的结论,并作为顺利开展下一阶段工作的坚实基础。地理信息系统(GIS)与土地整理的关系非常密切,随着土地整理项目的大规模开展,不断创新的GIS技术已经被广泛地引入到土地整理行业中;虚拟现实(VR)技术以其强大的视觉效果,已经在多个领域实现应用。本文探讨如何更好地将GIS和VR结合应用在土地整理项目中,同时融合多种先进、成熟的技术手段建立一个实用系统,从而科学地提高土地整理项目的质量和效率。本文研究利用GIS和VR进行系统集成,以ArcGIS软件平台为基础,采用功能部件式系统开发策略,通过编程技术构建土方量平衡计算系统,实现区域内三维地形浏览展示、土方量平衡计算等功能;利用机载激光雷达技术采集高精度的系统数据,采用先进的作业流程进行数据处理,建立数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、基础地形数据库;运用虚拟现实(VR)技术,实现二维场景与三维场景的转换;基于VegaPrime软件平台开发三维量算分析工具,实现三维地形量算分析功能和三维地形信息查询分析功能。系统划分为工作空间模块、三维地形浏览模块、三维空间分析模块、土方量计算模块和帮助模块共计五个功能模块,系统结构合理、层次清晰,并具有较强的开放性和可扩充性。通过研究开发土方量平衡计算系统,使用户能够在逼真的数字三维环境中进行地形浏览查询和量算分析,更高效地管理和分析三维空间数据,提高了系统的人机交互性;土方量计算功能可以精确地计算工程填挖土方量,为土地整理项目前期工作提供科学的决策支持,进一步为土地开发与管理工作提供便利。本文以土地整理项目——天津市解放南路土地整理项目作为应用实例,将土方量平衡计算系统应用在项目期工作中,取得了良好的效果。

目录

中文摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 本文研究的内容

1.4 研究方法和技术路线

1.5 论文的结构

1.6 本文的特色及创新之处

第二章 研究现状

2.1 研究动态

2.2 课题研究现状

2.3 研究综述

第三章 GIS、VR及相关技术概述

3.1 GIS概述

3.2 VR概述

3.3 ArcGlS软件介绍

3.4 VegaPrime软件介绍

3.5 机载激光雷达技术概述

3.6 数字高程模型概述

3.7 数字正射影像图概述

3.8 系统集成概述

第四章 土方量平衡计算系统构建

4.1 技术能力分析

4.2 土方量计算概述

4.3 研究任务和目标

4.4 系统总体框架设计

4.5 系统技术体系设计

4.6 研究设计原则

4.7 项目研究与建设过程

4.8 系统功能介绍

4.9 系统运行环境

4.10 系统功能实现

第五章 土方量平衡计算系统在解放南路土地整理项目中的应用

5.1 宗地概况

5.2 地块开发的必要性

5.3 土地整理项目概述

5.4 土地平整工程概述

5.5 系统应用

第六章 研究结论与展望

参考文献

致谢