三維工程環(huán)境構建理論與實踐

目錄
前言
第1章 三維工程環(huán)境發(fā)展概述 1
1.1 工程環(huán)境構建發(fā)展歷程 1
1.1.1 二維工程環(huán)境構建技術 1
1.1.2 三維工程環(huán)境構建技術 3
1.1.3 計算機及可視化技術 4
1.2 三維工程環(huán)境本質 5
1.3 三維工程環(huán)境構建應用背景 6
1.3.1 空間數(shù)據(jù)模型建立 6
1.3.2 系統(tǒng)集成技術 7
1.3.3 空間分析和模型分析能力 7
1.4 三維工程環(huán)境構建方法 7
參考文獻 9
第2章 三維工程環(huán)境基準構建原理 11
2.1 傳統(tǒng)測繪基準構建 11
2.1.1 測繪基準的概念和特征 11
2.1.2 現(xiàn)行國家測繪基準 12
2.2 基于大地水準面精化技術的高程基準構建 16
2.2.1 大地水準面精化理論 16
2.2.2 基于大地水準面精化技術的高程基準構建方法 20
2.3 平面基準構建 29
2.3.1 國家平面測繪基準建立 29
2.3.2 工程平面控制網的建立 30
2.3.3 圖根控制測量 31
參考文獻 32
第3章 基于現(xiàn)代空間信息技術的三維工程基礎數(shù)據(jù)獲取 34
3.1 工程環(huán)境基礎數(shù)據(jù)類型 34
3.1.1 地形圖數(shù)據(jù) 35
3.1.2 矢量數(shù)據(jù) 39
3.1.3 柵格影像數(shù)據(jù) 40
3.1.4 DEM數(shù)據(jù) 41
3.2 多源工程基礎數(shù)據(jù)獲取 42
3.2.1 基于攝影測量技術的基礎數(shù)據(jù)獲取 42
3.2.2 基于遙感影像的基礎數(shù)據(jù)獲取 53
3.2.3 基于激光雷達的基礎地形數(shù)據(jù)獲取 68
3.2.4 基于野外實測的基礎數(shù)據(jù)獲取 78
3.3 工程基礎數(shù)據(jù)質量評價及控制 81
3.3.1 數(shù)學精度檢測 82
3.3.2 質量表征 82
3.3.3 抽樣檢查程序 84
3.3.4 質量元素權重 85
參考文獻 101
第4章 三維工程環(huán)境數(shù)據(jù)模型 103
4.1 三維工程環(huán)境數(shù)據(jù)模型設計 103
4.1.1 傳統(tǒng)工程環(huán)境要素分類 103
4.1.2 三維工程環(huán)境下的地理空間要素組織分類 104
4.2 三維工程模型的多分辨率建模 106
4.3 三維工程模型的建立與表示 109
4.3.1 三維地形場景模型表示與建模方法 109
4.3.2 三維空間實體模型的建立與表示 118
4.3.3 常用三維空間實體建模方法 122
4.3.4 地質體要素建模方法 125
參考文獻 126
第5章 三維工程環(huán)境下的數(shù)據(jù)管理 127
5.1 三維工程環(huán)境數(shù)據(jù)組織 127
5.1.1 數(shù)據(jù)瀏覽模式 127
5.1.2 數(shù)據(jù)組織方法 128
5.2 三維工程環(huán)境數(shù)據(jù)存儲方案 129
5.2.1 矢量數(shù)據(jù)存儲方案 131
5.2.2 柵格數(shù)據(jù)存儲方案 132
5.3 海量數(shù)據(jù)索引技術 134
5.3.1 場景金字塔索引 135
5.3.2 子場景地物的規(guī)則劃分四叉樹索引 136
5.3.3 基于數(shù)據(jù)分頁的動態(tài)裝載 137
5.4 場景實時調度與顯示 138
5.4.1 場景調度 138
5.4.2 基于海量數(shù)據(jù)顯示的數(shù)據(jù)調度指標 140
參考文獻 142
第6章 基于計算機可視化理論的三維工程環(huán)境構建 143
6.1 計算機可視化理論與技術 143
6.1.1 科學計算可視化 144
6.1.2 科學計算可視化的常用方法 146
6.1.3 三維圖形技術 152
6.1.4 圖形硬件加速及實時編程渲染 166
6.2 虛擬三維工程環(huán)境構建 175
6.2.1 虛擬現(xiàn)實與虛擬三維工程環(huán)境 175
6.2.2 三維工程場景繪制引擎的設計 176
6.2.3 三維工程環(huán)境的建立 179
6.2.4 應用舉例 189
參考文獻 190
第7章 三維工程環(huán)境在公路建管養(yǎng)一體化、智能交通中的應用 193
7.1 研究進展 193
7.1.1 公路建管養(yǎng)一體化研究進展 193
7.1.2 智能交通系統(tǒng)的發(fā)展 194
7.2 三維工程環(huán)境下的公路建管養(yǎng)一體化 197
7.2.1 公路建管養(yǎng)一體化方法 197
7.2.2 三維工程環(huán)境下的公路建管養(yǎng)一體化平臺構建 200
7.2.3 三維工程環(huán)境下公路建管養(yǎng)一體化的應用 204
7.3 三維工程環(huán)境下的智能交通 207
7.3.1 智能交通系統(tǒng)體系結構 207
7.3.2 智能交通系統(tǒng)中應用的關鍵技術 207
7.3.3 三維工程環(huán)境對智能交通系統(tǒng)的支撐 210
參考文獻 213
第8章 工程應用案例 216
8.1 三維工程環(huán)境在公路勘察設計中的應用 216
8.1.1 應用背景 216
8.1.2 三維工程環(huán)境在地震災區(qū)中的應用 219
8.1.3 系統(tǒng)實現(xiàn)及主要功能 220
8.2 三維工程環(huán)境在公路可視化管理中的應用 224
8.2.1 三維工程環(huán)境下的公路可視化管理應用背景 224
8.2.2 三維工程環(huán)境在庫阿段高速公路可視化管理中的應用 227
8.2.3 系統(tǒng)設計 229
8.2.4 可視化進度計劃管理 232
8.3 三維工程環(huán)境在智能交通中的應用 238
8.3.1 精確智能導航 239
8.3.2 交通標志視認性及設置有效性模擬評價分析 242
參考文獻 246
第9章 總結及展望 248
9.1 三維工程環(huán)境應用的優(yōu)勢 248
9.2 三維工程環(huán)境的應用方向 249
9.3 未來發(fā)展趨勢 251
9.3.1 需求牽引導向的發(fā)展方向 251
9.3.2 技術推動的發(fā)展方向 254
9.4 應用展望 255