三维激光扫描技术在民族建筑数字化保护中的应用——以咸阳清渭楼三维模型构建为例

通过三维激光扫描技术和激光测距原理对待建模的建筑物进行点云数据采集,记录被测物体表面大量的点的三维坐标、反射率和纹理信息,得到数据资料后导入到三维建模软件中,依据激光扫描所得的点云数据进行建模,最终得到虚拟建筑模型。文章通过对陕西咸阳市区的清渭楼进行建模的过程来说明建筑建模的基本步骤。     

数据驱动下火电厂主管线三维自动建模方法研究

常规的三维管道建模是人工手动绘制,对于大型管道的建模,耗时长、效率低且建模质量受到绘制者技术水平所约束。本文基于数据驱动及三维建模技术对CATIA软件进行二次开发,建立管线信息数据库、管线零件库,提出一种基于管线数据信息的三维自动建模方法,通过归类分析管道、管道零件及制定自动绘制方法、连接规则,实现管道自动绘制、各零件自动连接、管线网络系统的三维自动建模,提高了管线三维模型设计、建模效率,保证其设计的统一性、规范性,有利于保证模型设计的质量,减少人工设计强度。     

城市三维景观可视化研究和应用

通过对城市三维景观系统的了解,深入了解CAD系统,计算机立体视觉,基于遥感与数字摄影测量技术,3DSMAX软件建模在城市三维可视化中的应用。利用一超自然真三维地理信息系统（SUPERNATURAL GIS）在城市建模的方便,大大减轻了传统建模繁琐的步骤,在城市三维建模中具有很大的应用价值。     

基于伪点剔除与四域样条插值的三维煤层建模

三维煤层精确建模受地下断层、岩层、地势起伏等因素的影响,建模精度不高。为提高三维煤层建模的精度,提出一种基于伪点剔除与四域样条插值的三维煤层精确建模算法,通过伪点剔除方法对建模点进行预处理,筛选出其中的孤立点,进行剔除,其余非孤立点用于基本模型建立和基于映射的模型重构,采用四域样条插值方法对非孤立点进行建模,在建模中,将建模域分为起始域、延伸域、稳定域、收敛域共四个域,在不同域中,对不同的建模点进行匹配加权插值处理,经过四域联合滤波,实现四域样条插值,对建模效果起到平滑滤波作用,从而大大提高三维建模精度。仿真实验表明,新算法对于外界断层、岩层、地势起伏等具有很好的鲁棒性,三维建模精度提高,并且计算量明显较少。     

基于逆向工程和三维打印的齿轮设计

针对目前齿轮产品种类多,参数不一,有的齿面经过修型,齿轮齿面的建模计算量大建模复杂的问题,本文以一种齿轮为例,首先对其进行三维扫描获得齿轮齿面的数据,采用逆向建模的方法构建齿轮的三维模型,对所建立的三维模型进行设计改进,最后应用快速成型技术制造样品。实例过程与结果表明,通过采用逆向工程获取三维模型,通过CAD/CAM改进三维模型,通过3D打印应用于曲面复杂的齿轮的开发,能有效地缩短齿轮开发周期、提高设计生产效率,为齿轮产品开发提供了新途径。     

三维建模软件和AutoCAD交互作用在画法几何教学中的应用探索

针对画法几何课程截交线、相贯线、组合体的三视图表达等内容教学过程中,学生对相关几何元素的空间特征和平面投影理解困难,且传统的讲解方法手工作图烦琐、知识输出量少等情况。为了提高画法几何课程的实践性及应用性,基于信息化教学手段,提出一种三维建模软件和AutoCAD交互作用的运用方法。首先基于三维建模软件对三维模型进行建模,通过立体展示增加学生对相关几何元素的空间想象和理解,同时通过AutoCAD作图演示代替传统的手工作图,提高了作图演示的效率。最后结合课堂实际教学环节,针对三维建模和AutoCAD交互作用在画法几何教学中的应用提出相关注意事项。     

电网设备三维建模的方法研究及应用

传统的二维展示方法已经无法适应我国快速增长且结构日益复杂的电网建设与需求。随着计算机,数据采集等技术的不断进步,三维建模技术在电网中的应用日益广泛。三维建模能够直观,可视化的展现电力设备,描述电力设备周围的环境信息。本文结合相关工程经验,力图从电网三维建模技术方法入手,提出一整套满足行业应用需求的建模约束条件和构建方法。同时也对三维建模在电网中的应用进行了深入的探讨,研究通过此次研究,将有助于今后电网领域三维建模的应用,同时提供理论及实践依据,服务基于三维地理空间的电网信息化建设与管理。     

基于UCA模型的三维虚拟城市生成方法

从城市元胞自动机模型(UCA)的角度出发研究三维虚拟城市的自动化生成方法。通过建立城市元胞自动机模型,模拟城市土地利用单元的演化过程,确定城市功能区。以此做为控制数据确定建筑物模型的空间位置和相应类型。利用Terra vista和Creator进行三维场景建模,利用Open GVS场景管理技术随机调用建筑物,并将其布设于三维场景的相应位置上,生成三维虚拟城市。开发了三维虚拟城市自动化生成系统,并探讨了该系统在城市规划、城市研究等多个领域的应用潜力和价值。     

基于Geomagic Studio的三维快速建模研究

正三维激光扫描技术以其可以连续高效获取海量点云数据的优势在模具制造、文物修复、地形测量、影视制作、智慧城市、虚拟现实等诸多领域得到了广泛的应用。本文主要研究利用Geomagic软件对获取的点云数据进行处理,如何快速实现复杂实体的三维建模。通过实验,利用Geomagic软件不仅可以快速生成三维模型,而且建模精度高,为三维快速建模提供了一种新的参考方案。     

涡轮叶片建模方法

涡轮叶片结构相对比较复杂,虽然建模方法有很多,但对于叶片的一般研究需要一种简洁的三维建模方法,本文通过三维建模软件UG,进行涡轮叶片的三维建模,模型逼真,可用于叶片的仿真研究。     

唐山海岸带土地利用格局的情景模拟

本文以唐山海岸带为研究区,基于2000年和2005年TM遥感影像,运用3S技术,通过人机交互目视解译提取了精度较高的两期该区土地利用/土地覆被数据.以2000年土地利用数据为基期,选取距农村居民点距离、距城镇距离、距道路距离、距河流距离、距海岸线距离、地下水埋深、土壤类型、成因地貌、工程地质条件9个自然和社会经济因素作为驱动因素,运用CLUE-S模型模拟了2005年的土地利用类型空间格局,并用2005年的实际解译数据加以验证.结果表明:正确模拟比例达88.95%,Kappa指数为0.8711.说明CLUE-S模型能够较准确地模拟小尺度海岸带地区的土地利用,土地覆被变化.在此基础上又分别模拟了自然增长、土地结构优化、经济发展、生态保护4种情景方案下2015年研究区的土地利用格局.结果表明:在不同情景方案下的土地利用,土地覆被格局存在显著的空间差异,对该区域制定合理的土地管理政策有着指导意义.     

基于CityGML的数字城市快速建模研究

研究了基于CityGML的多层次细节3D城市模型快速建模方法,并将其结合到3DUGIS中用于数字城市建设。建模过程中考虑空间关系、拓扑关系和语义信息,建模过程自动化程度高,能够在三维空间直接进行空间分析,方便海量数据的交换与数据挖掘。并给出了上海世博园区三维信息系统结合具体应用案例。     

区域土地利用竞争模拟模型与应用——以江西省为例

本研究构建了区域土地利用竞争模拟模型,实现了对区域土地利用变化过程的模拟.区域土地利用竞争模拟模型包括非空间模块和空间模块两个主要模块.非空间模块基于可计算一般均衡建模思想,用以模拟区域经济发展、社会发展与生态环境发展驱动的土地利用变化需求.空间模块以多分类Logit模型为主体,用以实现区域土地利用变化需求的空间分配,输出区域土地利用格局图.江西省2000年-2005年的土地利用变化模拟检验结果表明,区域土地利用竞争模拟模型对江西省2005年的土地利用格局模拟总体精度达到77.68％,尤其是对林地的模拟精度达到86.87％.因此,区域土地利用竞争模拟模型能够用于区域土地利用变化模拟.     

基于CA的城市扩展动态模拟与预测

城市扩展动态过程的模拟与预测可以为区域发展、城市规划和管理等提供决策依据 .传统的各种城市模型不能完整地表示城市动态过程的时空信息和时空关系 ,通常将空间抽象为均质平原或简单功能区 ,将时间作为一个变量纳入方程 ,缺乏对城市动态系统的直接模拟 .细胞自动机 (CellularAutomata)是一种“自下而上”的动态模拟建模框架 ,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力 .本文将标准CA模型的四元组进行了扩展以满足GIS环境下的城市扩展动态模拟的要求 ,建立了土地持续利用动态模拟模型 .运用此模型对包头市城市扩展进行了比较成功的模拟和对未来 1 5年城市发展趋势进行了预测 .     

未来气候变化对鄱阳湖区土地利用变化的影响评估

为了评估未来气候变化可能对鄱阳湖区土地利用变化产生的影响,本文根据IPCC的建议,利用新近建立的基于主体的土地利用变化模拟模型,详细分析了4种气候变化情景下鄱阳湖区1985-2035年的土地利用变化过程。这4种气候变化情景分别为A1B(经济高速增长模式)、A2(区域经济多样化增长模式)、B1(引进更多清洁能源的经济增长模式)和情景4(无气候变化模式)。在这些气候变化情景中,由于耕地的农业生产潜力差异显著,农户主体的收入和他们对土地利用方式的决策也发生了相应的改变。通过对这一过程的模拟和结果分析,发现气候变化可能有利于鄱阳湖区土地利用变化向着环境友好的方向自我调整。与A1B和A2两种气候变化情景相比,B1情景对土地利用变化的影响更具环境友好性。     

中国退耕还林还草地区复耕可能性及其影响因素的比较分析

本文以计划行为理论为基础,采用调研获取的17省（市、自治区）1757个农户调查数据,运用因子分析、最优尺度回归模型实证分析了中国退耕还林还草地区复耕可能性及其影响因素的区域差异。结果表明,退耕区复耕可能性具有明显的区域差异,依据复耕可能性的大小可以划分为复耕可能性较高和较低两类地区。退耕区农户的复耕意愿是影响退耕区复耕可能性的主要因素之一,但非最重要因素,在复耕可能性较高的地区,退耕补贴依然是影响该地区农户复耕决策的重要因素,农户做出复耕决策受本地区其它农户的影响较大。在复耕可能性较低的地区,退耕农户较高的退耕积极性降低了复耕发生的概率,农户的复耕意愿和复耕预期对复耕可能性的影响程度也随着自身知识水平的提升而降低,退耕补贴已经不再是该地区农户复耕决策中重要的考虑因素,因此在政策设计上应考虑降低或停止农户的退耕补助,探索构建以碳交易为主的市场化补贴机制。此外,两类地区退耕农户均十分注重工程的实施效果,在政策设计中应加强对工程后期成果的维护。     

中国式分权与城市扩张——基于公地悲剧的再解释

以“公地悲剧”为分析的起点,阐释了地方政府在分权体制下的行为选择对城市扩张带来的影响,并采用静态和动态面板数据模型,以财政包干阶段和分税制阶段的分省份面板数据(1985年-1992年和1999年-2008年)为基础,进行经验研究和比较分析.不同分权阶段的模型估计结果表明:不同阶段地方政府为增长而竞争的努力对城市扩张的影响并没有发生变化,起到正向的推动作用;不同阶段财政分权体制对城市扩张的影响存在差异,财政包干阶段的影响为负,而分税制阶段的影响为正,在影响程度上支出分权大于收入分权.现阶段,需要中央政府通过“做对激励”和“做对协调”的相关政策措施来改变地方政府的行为取向,从而实现合理的城市扩张.同时,本文还发现,土地市场建设有利于减缓城市扩张的速度;滞后一期的城市扩张对当期的城市扩张存在正向影响.     

基于LSSVM-CA模型的复杂土地利用变化模拟——以鄂州市为例

本文探索了最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine ,LSSVM）获取元胞转换规则的可行性,并应用于复杂土地利用变化模拟预测。以湖北省鄂州市为研究区,以1991-2004年土地利用变化数据作为模型训练数据,运用改进的ROC分析方法对比分析了LSSVM和逻辑回归方法获取的元胞转换规则,在此基础上运用LSSVM-CA模型模拟了研究区2013年的土地利用情景,并对2020年和2030年土地利用情景进行预测。研究结果表明：①LSSVM对数量较大、变化过程较复杂土地利用类型的空间分布模拟效果更好,如耕地、建设用地、养殖水体和其他用地;②与2013年实际土地利用情景相比,LSSVM-CA模拟结果总体精度为0.80,Kappa系数为0.73,处于较高一致性水平,优于逻辑回归-CA模型结果;③未来,鄂州市主城区、城西新区、“葛华新城”、“红莲湖新城”以及南部的花湖开发区、沼山镇、太和镇建设用地需求较大,将占用大量耕地,东部和南部低丘岗地区的耕地将大量转变为林地。研究结论为LSSVM方法可用于获取元胞转换规则进行复杂土地利用变化模拟,并能取得较好的效果,模拟结果可为研究区土地规划、耕地和生态环境保护等提供决策参考。     

土地整治绩效空间差异及投入优先序——以湖北省为例

近年来,中国各地进行了大量的土地整治工作,但如何合理安排土地整治项目,实现土地整治资金使用效率的最大化已成为亟待解决的问题。本文基于数据包络模型,对湖北省85个县（市、区）土地整治绩效的空间差异进行评价,然后运用生态系统服务价值相关理论测算土地整治生态潜力,并对数量、质量、生态潜力进行聚类,得出综合潜力,最后对土地整治绩效水平分级图与综合潜力分级图进行空间叠加,确定土地整治投入优先序。结果显示：①湖北省土地整治绩效水平相对较高,其中综合效率有效的地区有29个,技术效率有效的地区有36个,规模效率有效的地区有29个,三者均值分别为0.8607,0.8931,0.9600。从空间分布上来看：综合效率均值、技术效率均值均呈现中间高两头低的态势,而规模效率则表现为中间低两头高;②土地整治综合潜力可以划分成五个潜力级别区;③全省可划分成16个土地整治优先投入区、25个次优先投入区、20个一般投入区、24个投入紧缩区,并结合各区域特点,指出未来土地整治的重点方向。研究为确定新一轮土地整治资金投入的方向、提高土地整治资金使用效率,提供基础性的理论依据。     

山东省工业用地规模合理性及扩张驱动力分析

为界定工业用地合理规模,明确合理、不合理工业用地规模扩张的驱动力,科学管控工业用地供给,本文从地方政府工业用地供给追求经济增长的现实目标出发,对工业用地规模扩张进行考察,采用2001-2012年山东省地级市层面的数据,利用门限回归模型对各地级市工业用地规模的合理性进行了分析。同时,对合理、不合理的工业用地规模扩张的驱动力进行了分类实证研究。研究结果表明：①山东省不合理的工业用地规模总体呈下降的趋势,由2001年的212.03 km²下降至2012年的100.74 km²;不合理工业用地规模占工业用地规模总量的比重由2001年的46.49%下降至2012年的9.19%;不合理工用地主要集中在山东省西部和南部地区;②合理的工业用地规模扩张主要源于经济、人口因素的驱动,不合理的工业用地扩张主要源于财税制度、地方官员政绩考核体系等制度因素的驱动;③ 调控工业用地规模应保证土地—资本配置关系处于合理区间,以财政及官员晋升考核制度改革为基础手段。