基于模型视相关简化的道路实时交互式仿真

由于道路模型的复杂性,常规技术难以实现道路设计过程的交互式可视化,模型简化技术为这一问题的研究提供了有效的解决途径.本文基于Hoppe提出的累进网格技术提出了适用于道路模型的连续LoD生成算法,首先依据二次误差测度准则确定有序的边折叠集合,将原始网格简化为基网格,同时建立层次结构,再由当前视点位置,依据视锥、背离面及屏幕投影误差等视相关准则进行边折叠或点分裂确定出当前的视相关LoD网格,然后对简化后的模型进行光照模拟和纹理映射,应用OpenGL的双缓存技术实现了交互式动态浏览,最后,通过大量工程实例的应用验证了本文算法的有效性.     

基于方向加速法的铁路既有线平面重构优化算法

为量化既有线平面重构成果,建立以圆曲线半径,前后缓和曲线长为自变量,既有线上所有测点至重构线路拨距平方和为因变量的平面重构评价函数.考虑该函数为多元隐函数的特点,提出基于方向加速法优化求解评价函数极小值及其对应自变量的平面重构算法.并探讨优化求解过程中圆曲线半径,前、后缓和曲线长度初始值选取,规范中相关约束条件的引入问题.通过实例分析,证明该算法重构效果明显优于传统偏角法,完全满足工程实际要求.     

基于J2EE和JOGL的道路网络三维可视化研究

针对道路网络三维可视化中的难点问题,提出了一种实现方法:利用J2EE平台作为整体框架,基于边折叠算法和分段策略分别建立数字地面网络模型和道路网络模型,并运用数据压缩、多线程、客户端缓冲区等策略对模型数据的存储、传输、缓冲等过程进行了优化.运用该方法实现了道路网络三维可视化,并将其成功运用于高速公路的设计及方案发布过程和高速公路远程建设可视化管理中,结果表明:采用J2EE,JOGL和上述优化策略能够很好地解决道路网络三维可视化中的数据调度、数据压缩、客户端实时渲染等问题;该方法对数字公路的建设和推广有重要价值.     

隧道工程监控三维实时交互可视化信息平台研究

研究目的:目前,国内外对隧道监控信息管理系统的研究主要停留在二维视图下对监控数据简单的图表分析。少数系统虽在三维条件下实现了信息的查询,但隧道模型较为粗糙,信息单一。本文应用三维实时交互可视化信息技术研发了隧道监控信息平台,平台隧道模型精细,信息丰富。研究结论:(1)基于R-Trees构建的空间索引,可实现海量数据的高效管理;(2)研发的隧道工程监控三维实时交互可视化信息平台集隧道三维场景的快速构建、交互式漫游、信息查询于一体,场景浏览顺畅,信息丰富完整;(3)应用证明,该平台增强了用户在隧道监控中的可视化、交互性,可显著提高工作效率;(4)该研究成果可推广到铁路、公路、城市轨道交通、水利、矿山等工程建设领域的三维可视管理中。     

约束于圆弧的路线平面直线段重构算法

提出一种利用一组(x,y)直角坐标点拟合与给定的圆弧相切的直线的算法。该算法遵循总体最小二乘准则来构建约束于圆弧的拟合直线的数学模型,在分析函数单调隔根区间的基础上,利用反拉格朗日插值迭代法计算出函数在定义域内的所有数值根,再经最小二乘准则检验获得数学模型的解,即拟合直线的回归参数。研究结果表明:拟合数学模型简明,基于单调隔根区间的迭代算法稳健,速度快,效果优,可用于重构路线平面的精确几何参数。     

基于OSG的铁路三维实时交互式可视化技术研究

针对现有铁路三维可视化技术的局限性,深入研究了大规模地形建模、铁路建模、地形模型与铁路模型的融合等关键技术问题。基于OSG开发了铁路三维实时交互式可视化平台,该平台可以实现大规模铁路三维场景的快速构建,具有交互式漫游、场景编辑、信息查询等功能,已在成渝城际铁路项目中成功应用。     

Delaunay三角网剖分中嵌入约束边的局部调整算法

提出了一种建立约束Delaunay三角网（CDT）的算法，该算法对约束数据集先建立非约束Delaunay三角网，然后嵌入约束边对其影响域按角度最大原则进行局部调整，同时使其满足CDT的性质。详细地说明了在CDT中嵌入约束边的过程，同时给出了三角网拓扑关系更新的方法，最后对算法的时间效率进行了分析。该算法执行效率高，并且运行稳定。     

一种快速的逐点插入算法构建DTM

改进和优化了逐点插入算法,通过建立网格索引,实现了DTM数据的高效组织和管理,再结合有向杳找技术,研究出了三角形的快速定位算法.采用Watson的空外接圆法优化构网,为减少优化时间,提出了按网格轮流取点的策略.在地性线的处理上,采用了先构建初缀DeIaunav三角网,再将地性线做为约束边嵌入初级网中的二缀建网方案.实践验证,该算法具有速度快、网形优、精度高、用途广的特点.     

约束Delaunay三角化在路线设计中的应用及其生成算法研究

综合分析了CDT在路线设计中的应用，并提出了相应的解决方案。深入研究了适合各种应用的CDT构建算法，即先不考虑约束条件构建初级标准DT，再将约束边嵌入初始DT中的两步法。标准DT的构建采用改进和优化后的逐点插入算法，通过建立网格索引，实现数据的高效组织和管理，再结合方向搜索技术,研究出了三角形的快速定位算法。采用WATSON的“数据相关三角形”算法优化构网，为减少优化时间，提出了按网格轮流取点的策略。实践证明，该算法具有速度快、网形优、精度高、用途广的特点。     

三角网数字地面模型的生成及其在路线设计中的应用

论述了一种形成离散点三角形格网（ＴＩＮ）数字地面模型的方法，在生成初始三角形后，采用队列及平衡二叉树等数据结构进行三角网的扩展，通过点集分块改进点的搜索方法，减少了搜索时间，并用ＬＯＰ算法优化网形。用这种方法生成的带状数字地面模型 应用于铁路和公路的勘测设计中。