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三维地图范文1
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)34-1798-02
Research on Three-Dimensional Map of Digital Map
DU Wei
(Shengli Oilfield Geological Institute of Science and Technology, Dongying 207015, China)
Abstract: This article first introduced the traditional three-dimensional map symbolic representation method, in this foundation, has carried on the elaboration to the digital three-dimensional map characteristic and the mark constitution element, finally, introduced in the current digital charting commonly used detail level model (LOD).
Key words: three-dimensional map; digital map; LOD
1 引言
数字地图是以屏幕为载体，以计算机为处理工具，以地图数据库为基础，将地图空间数据与属性数据存放在地图数据库中的一种新型地图。近几年来，随着计算机技术，特别是计算机图形学、网络、多媒体、虚拟现实、三维仿真技术的快速发展，给数字地图注入了新的活力，数字地图正在向多媒体、网络、三维等方向发展。出现了三维数字地图等新的表达方式，其中基于三维虚拟场景的三维地图是数字地图发展的一个重要方向，也是人们认识和表达空间地理信息的有力工具。
2 传统地图三维符号的表示方法
1) 传统三维地形表示方法
① 晕渲法
也叫“阴影法”，使用深浅不同的色调表示地面的起伏形态。根据光源位置的不同可分为直照晕渲、斜照晕渲和综合光照晕渲。其做法简单、灵活、立体感强，得到了广泛的应用。缺点是只能表示地势的大概形势，不能根据图形量测地面的高程和坡度。
② 分层设色法
在相邻的等高线间涂以不同深浅或不同色调的颜色来显示地貌这种方法可以很好的表示高程带，并能使等高线表示立体地貌。
③ 粗细等高线法
它是将处于背光部分的等高线加粗，形成阴影，以增强立体感。适合在地形比较复杂的区域，可以获得地貌的立体效果。根据此图可以判读地貌形态特点，量算各点的高程、坡向和坡度。但是运用此法表示地貌也存在缺陷――立体感较差。
④ 透视写景法
它是以写(绘)景的形式概括地表示地貌的起伏的方法。十八世纪以前，世界各国普遍利用此法表示地图。此法通俗易懂，一般多用于宣传图。
⑤ 晕翁法
它是以光线投射在她面上的强弱为依据，利用粗细长短不同的晕线和间隔不等的空白来表示地貌的起伏。它具有一定的数学法则，能够表示倾斜起伏，有一定的立体感。但是绘画费时，坡度和高程不能精确量算，晕线密集时还掩盖地图的其他内容。
2) 传统三维地物表示方法
传统的三维地物通过透视法则制作透视符号来表现实际地物。有平行透视和成角透视两种方法。
① 平行透视
一般把物体正面与图面平行的透视称为平行透视。平行透视只有一个灭点，正六面体的平行透视，水平线、垂直线平行于图面，物体线划有近长远短、近粗远细的变化。作图时，首先确定图面大小；然后确定水平线；再确定灭点；最后确定物体正前面的高、宽等。
② 成角透视
物体正面与图面不平行而成一定角度的透视叫成角透视。它有两个或两个以上的灭点，画成角透视图时，只要确定好该透视的点、线关系，其他的与平行透视画法一致。
3 三维地图的特点
作为利用计算机绘制的三维地图，具有十分明显的特点：
1) 立体直观性
三维地图可以给读者立体的感觉，各类地理要素和专题信息在图上表示时都有一定的深度感，并且当某一要素被其它要素遮挡时，在图上要做消隐处理。
它与传统的二维地图具有明显的本质的区别，即三维地图更加直观。比如同样是地形图，传统的二维地形图通过等高线来表示地形的起伏，需要具有一定的专业知识才能够顺利的阅读地图，明白地图和真实地形的对应关系，而三维地图正好可以弥补这一缺陷。三维地图是一种“用来看的地图”，阅读十分方便，因为它利用透视关系来表现特定视角下地形起伏，适用于表现比较简单的空间现象的总体形象，如地形图、城市规划图、旅游区规划图等。
2) 方向性
三维地图是在特定的视觉下展现的地图，不能展示真实世界的全貌。如果要了解真实世界的全貌，必须利用计算机的高速处理能力、计算机图形学知识，连续生成不同角度的三维地图，才可以使读者能够动态地、全方位地、直观地观察整个真实世界。
3) 临时性
三维地图有3种表现形式：一种是绘制在纸质或其它介质上的地图，称之为“永久性地图”，比如经常见到的透视写景图、地貌晕渲图等；第二种是显示在计算机屏幕上的，临时生成的、临时使用的电子地图；第三种是可以在立体镜下显示的“虚拟地图”，如在立体镜下看航空相片的立体像对。三维地图主要是以电子地图的形式存在，易于修改、操作和存贮。
4) 高效性
三维地图直观易读，一目了然，在很短的时间内能够给读者提供更丰富的信息。并且在三维地图上，可以表示多维信息，对于军事、航空、交通、洪水预报、灾害防治、旅游、地质、矿山等部门有较高的应用价值。
4 三维地图符号构成元素
三维地图符号和二维地图符号构成元素基本一致，其符号构成元素的表示可以进行如下描述：
符号的大小：表示选择、次序和数量指标；
符号的数量：表示选择、次序；
符号的纹理：表示质量和选择关系；
符号的颜色：表示质量、数量和选择关系；
符号的方位：表示位置；
符号的形状：表示质量特征。
此外，还可以用符号的覆盖次序表示符号的重要程度。
5 基于视点的连续多分辨率LOD
1) 模型三维地图符号的深度表示
传统的地图制图理论以及图形符号的设计由于是在二维平面上来表示制图要素，因此很少涉及图形的深度表示。在三维制图中，必须要考虑到深度表示。一般三维地图上的深度表示采用如下几种形式：
① 大小：符号近大远小；
② 明暗：通过三维符号各侧面的光亮度的变化来表现符号的立体感；
③ 纹理：通过纹理疏密不同产生的明暗变化来表现符号的立体感；
④ 颜色：通过颜色光谱不同产生的明暗变化表现符号的立体感；
⑤ 线透视投影：通过符号棱线的透视投影产生近大远小的立体效果；
⑥ 面透视投影：通过符号各侧面的透视投影和面与面的遮挡关系来表现深度。
2) LOD模型(细节层次模型，Level of Detail)
LOD模型最早由CLARK (1978年)提出，用于大范围复杂景观的可视化。其主要思想是：人眼在观察景观时，远处的事物相对于人眼的视野夹角较小，因而显得小，更远的则模糊不清。将景物投影到计算机屏幕上时，远处的景物一般只有几个像素，如果此时在计算机内部仍然将它按照近处的景物一样处理，处理数据会增加，速度会较慢。LOD的概念就是计算机提出信息的详细程度随人眼的观察距离而变化，离人眼越近，提取的信息越详细。
目前有许多图形软件支持LOD(如VRML, OPenGL)，对于大数据量处理需要有数据模型、数据结构和数据库等方面的支持。在OPenGL中，允许程序员建立多映射纹理(Mipmaps)，但OpenGL要求图像的大小必须是2的幕次方(即：2, 4, 8, 16, 64,…)，对不符合该尺寸的图像，在生成多纹理映射时要对该纹理进行缩放处理。
从理论上讲，随着物体的渐近，LOD应该是线性连续的，但是由于模型不易表达和计算机处理困难，因此在表达中LOD只构建数层。鉴于以上的技术考虑，对低层次LOD使用DEM与航空影像的叠加地形景观，随着LOD层次的增加，DEM数据由整体到局部，其精度由低到高。地物的表达随着距离的远近而不同，近视野的地物应该使用几何数据和高分辨率的纹理数据表达，对于远视野的地物用简单的几何图形表达即可，介于两者之间的一般地物可以用简单几何模型表示，需要重点突出的地物用几何模型以及低分辨率的纹理进行表达。
LOD的实现算法对于点要素和线要素其可视化相对简单，而三维面要素和体要素的LOD实现比较复杂，而且主要是通过面要素得到实现。有关LOD的实现算法较多，其中进度网格法运用最为广泛，该类算法能够严格控制复杂模型的简化误差，产生较好的图像效果。
6 结束语
当今社会是信息爆炸的时代，各种各样的信息盆非常巨大，人们对三维地图符号的需求不断提高。加之3D-GIS的发展，其主要是注重三维形象的表达，以及空间分析和查询，地物一般可以不必逼真表达，而多用三维符号来表示。因此，数字三维地图制图研究，还需要做进一步地深入研究。
参考文献：
[1] 袁艳斌,张勇传,王乘.流域地理景观的GIS数据三维可视化[J].地理科学进展,2002,17(4):498-501.
三维地图范文2
关键词： 三维可视化 体视化
中图分类号：O343文献标识码： A
引言
地图是对客观存在的特征和变化规律的一种科学的概括和抽象。其描述的客观世界是丰富多彩的、千姿百态的三维的空间实体，而长期以来，地图是以静态的、二维的形式出现，这就造成了地图表达形式与客观世界实体之间的不可逾越的鸿沟。所以，地图学家一直致力于地图的立体表达研究，希望寻求一种既符合人们的感知习惯，又能形象的再现真实世界的表示方法。在此过程中先后出现了写景法（Scenograph）、地貌晕翁法（Hachure）、地貌晕渲法（Shading）、分层设色法（Layer tinting）等。地图的三维显示也随着经历了线划三维地图、实体型（模拟灰度型）、高度真实感三维地图这三个发展阶段。但由于技术和条件的限制，这些方法并不能完美的解决地图数据的三维显示问题，它们在数学基础理论、三维模型和三维显示等方面都有待改进。而这些方面也正是现代数学、地图学和计算机科学等学科岌待解决的问题。下面就分别从这三方面来浅述地图数据三维可视化的理论体系。
1数学基础理论
地图三维可视化的数学基础理论是三维解析几何学、投影透视理论和分形理论。
1.1三维解析几何学
在三维解析几何学中，三维制图的坐标系统一般采用的是笛卡尔坐标系统，它分两种：右手坐标系统和左手坐标系统，我们通常使用右手坐标系统。在笛卡尔坐标系统中，空间中的一个点用（x、y、z）来表示；空间中的一条直线用参数方程来表示，如通过两点p(x1，y1，z1)和q(x2，y2，z2)直线用方程组形式表示；平面用以下方程表示：Ax+By+Cz+D=0；三维表面用多边形片表示。同时把二维平面上的矢量、平移旋转缩放变换等概念扩展到三维空间即组成了三维解析几何学。
1.2投影透视理论
一个物体在人的视网膜上成象对应着一个投影透视的过程。这个过程的数学表示就组成了投影透视理论。任一点在地面坐标系OT-XTYTZT中的坐标为（XM,YM,ZM），它在投影平面P上的像点为m，则m点在投影坐标o-xy中的坐标（xm,ym）由下式求出：
式中，（XS,YS,ZS）是视点S在地面坐标系OT-XTYTZT中的坐标；α是投影平面与地面坐标系的平面间的夹角；θ是地面坐标系的XT轴与投影坐标系的X轴的夹角。
考虑到屏幕坐标系的特点和值域，还必须将像点m的坐标（xm，ym）进行平面相似变换，最后变换为屏幕坐标（xc，yc）：
1.3分形理论
分形理论是非线形科学中的一个活跃的数学分支，其研究对象是非线形系统中产生的不光滑和不可微的几何形体，对应的定量参数是分形维数。到目前为止，分形理论最成功的应用在于计算机图形学领域。利用分形理论中的随机分维函数模型，来模拟生成自然景观中许多不规则物体和表面（如云、山体表面、树木、草地、烟火等），已获得了极大的成功。
2三维模型理论
现阶段地图科学中主要的三维模型就是DEM（数字高程模型）。在这里，高程是一个泛化的概念，它包括其它随地理位置改变而改变的属性数据，例如土壤性质、温度等。DEM的研究通常分为数据的获取、建模和应用。现分别介绍如下。
2.1数字高程模型数据的获取
DEM数据包括平面位置数据和高程数据。获取DEM的方法很多，比如：来自机载激光扫描仪，InSAR技术、野外测量、摄影测量以及基于数字化的方法。
2.2数字高程模型的建模
DEM是地形表面的一个数学模型。它用数学函数Z=f(X,Y)来对地形表面进行模拟。地形表面的建模有四种方法：基于点的建模，基于三角形的建模，基于格网的建模和混合建模。
2.2.1基于点的建模
它是简单的存储点的高程值，建立的表面不连续。
2.2.2基于三角形的建模
我们把整个地表曲面看作是由一系列的相互联系的相邻三角形组成，就得到了基于三角形的地表建模。由于三角形的大小和形状有很大的灵活性，所以这种方法得到的地表模型准确而且数据冗余较小，但是，它的数据没有规律，难于进行空间分析且计算复杂。基于三角形的建模分为两种：常规TIN（包括Delauny三角形）和规则网格结构的三角网。规则网格结构的三角网的性质基本上与下述的规则格网模型相同。
2.2.3基于格网的建模
如果用四边形来表达地表曲面，就得到了基于格网的建模。实际应用中，正方形格网为最佳选择。基于格网的建模存在数据冗余并且当高程变化较快时模型与实际相差较大，所以一般用来处理平缓的区域。它的优点是容易进行空间分析和处理简单。
2.2.4混合建模
综合运用以上两种或多种建模手段得到地表模型就称为混合建模。例如我们在格网数据中，需要反映地性线，就可以用混合建模。
2.3数字高程模型的应用
数字高程模型的应用研究集中在基于数字高程模型的空间分析和各种立体图的制作上。前者包括地形分析、等高线的生成、剖面图的生成、空间关系分析等；后者包括晕渲图、分层设色图、立体景观图等，是地图数据三维可视化的核心内容。它的解决除了依赖数字高程模型知识外，还需要下述的计算机科学的三维显示知识。
3三维显示理论
建立地图数据的三维模型的基本步骤是：（1）数据准备（2）DEM递归细分（3）透视投影变换（4）光照模型（5）消隐和裁剪（6）图形绘制和存储（7）三维图形的后处理（8）基于三维地形图的分析。现代三维显示研究主要集中在光照模型和消隐和裁剪上。另外，体视化技术也越来越多的应用到地图数据的三维显示中来。下面分别介绍。
3.1光照模型
所谓光照模型，是根据光学物理的有关定律计算画面上景物表面各点投影到观察者眼中的光亮度和色彩组成的公式。
从朗伯漫反射模型开始，人们已先后提出了Phong模型，Cook-Torrace模型，Whitted整体光照模型等一系列考虑了不同因素的光学模型，并从理论和实际效果上进行了大量的验证。对于地图数据的三维可视化而言，一个好的光照模型应该满足以下要求：
1）能产生较好的立体视觉效果；
2）在理论上具有一定的合理性或严密性；
3）较小的计算量，以保证较快的绘制速度。
3.2消隐和裁剪
消隐处理现有的最具代表性的三种算法是：（1）画家算法（优先度法）（2）Z-buffer（深度缓冲器）（3）光线追踪法（Ray Tracing）。
画家算法的基本原理是：选定DEM数据场外的某一点作为视点，将任意三角形面素看作凸面体，依可见面判定法则排除不可见表面，然后对地图数据从远到近的顺序逐一填充显示每可见面素的地形影象，遵循后面显示的影象总是覆盖前面已显示的内容这一原则，从而达到消隐的目的。
Z-buffer法将显示屏上每一像素所对应的地面深度信息――Z坐标记录到Z缓冲器中，在绘制某一像点时，先检测Z缓冲器的值，若像素值小于Z缓冲器中的对应的Z值，表明该像点在景物空间距视点较近，应予以显示，并以当前Z值取代原缓冲区的值，否则不予显示。这样就达到了消隐的目的。
光线追踪法是这几年出现的一种高度真实感图形绘制技术，其基本原理是：从视点v(View-point)出发，通过屏幕橡素e向场景投影一光线交场景中的第一个交点（可见点），并置相应像素的光亮度为交点处的光亮度，从而绘制出一幅完整的真实图形。
3.3体视化技术
体视化技术是科学计算可视化（Visualization in Scientific Computing）理论的核心内容。简单说来，体视化技术就是用体素来表达物体内部结构并逐一显示体素的技术。体素的概念和像素差不多，不同的是它是一个三维概念。体视化的基本步骤是：三维空间连续数据场经有限元分析和断层扫描采样转化为离散的三维数据场，然后经过直接体绘制，转化为帧缓存的二维离散信号，再经过图形硬件重构，最终形成二维图象。体视化技术与一般三维显示不同的就在于直接体绘制。
4结语
随着计算机及图形处理设备性能的不断提高，地图数据三维可视化技术正向着实时动态显示、交互式控制、具有高度真实感的场景画面显示等方面发展。与一般地景“虚拟现实”表现形式不同的是，基于遥感影象（多种传感器，多种分辨率以及多光谱）的纹理技术和表现形式，可以达到内容上更加真实，信息上更加丰富、时态上更加现势的效果。结合GIS、VR以及RS等技术的融合与应用，地形可视化技术的发展方向应该是：显示方式上向“虚拟现实”方向上发展，在数据组织和功能结构上，向地理信息系统（GIS）方向上发展，而在保持其内在生命力和表现力的源泉在于源源不断的遥感（RS）影象数据以及由此而得到的地形数据。可以相信，地图数据三维可视化技术在国民经济和国防建设中的作用将日益重要，其应用前景是十分广阔的。
参考文献
三维地图范文3
关键词：三维数字，地形图，测绘技术，应用分析
Abstract: three-dimensional topographic map surveying and mapping technology in early 2 d digital terrain map to enhance the space on the basis of sex and richness, this article through the three-dimensional digital topographic map surveying and mapping technology application summed up, and discusses the key technology and application of surveying and mapping method, hope for the industry development for reference.
Keywords: 3 d digital, topographic map, surveying and mapping technology, application analysis
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
地形图是对地理地形的客观存在特征进行了概述和抽象的一种科学方法，但由于地理地形本身存在多变性、空间性和实体性，想要全面充分的通过地形图来表达实际地理状态，具有一定的技术难度。随着我国科学技术水平的不断提升，目前人们已经在不断探索具有全面性、真实性、科学性等优点的测绘方法和技术，并获得成效。三维地形图测绘技术如今已经不仅仅是一种概念性的技术内容，而是在早期二维数字地形图的基础上增强了空间性，使数字地形图丰富化、三维化，也为实际的研究和测量工作提供新的依据。本文通过笔者对三维数字地形图测绘技术的应用总结，探讨了测绘关键技术及应用方法，希望为同行业发展提供借鉴。
一、三维数字地图的特征
三维数字地形图的设计基础为抽象符号和三维数据，其表达具有可视性，是一种通过等比例缩小来实现对某地理位置图形的再现化的重要手段，可更加准确的表达客观世界的研究点，并使测绘的造型更具有空间性和易读性，也有助于对地形分析的具体操作。三维数字地图具有较多优势，主要表现在以下几方面：
（1）三维数字地形图将被研究的自然地理形态通过横向和纵向的三维坐标表现出来，充分的将制图区域反映出来，同时表达了空间立体性。也就是说，通过三维数字地形图的表达，研究者可直接明确被研究的地理位置或区域的实际高低起伏、形态变化、地貌特征等，并由此实现研究的准确性。
（2）三维数字地形图的技术特点在于利用三维的离散点技术将地理地貌的特征在三维坐标系中表现不同的位置特征，最终组合成为具有特征性和写实性的地形图。不仅如此，三维数字地形图还具有矢量意义，其对研究区域范围内的平面位置、大小、纵向高度、高程等利用同一比例尺表示出来，特征鲜明，结构明确，便于解读。
（3）科学的三维数字地形图测绘结果在对地理区域空间信息的反映方面具有易调整性、细致性和精确性，一般而言，通过空间分辨率的概念即可明确的将信息在小范围空间图形中表达清楚，也可根据需要调整比例和分辨率，从而适应不同研究的需要。
（4）由于三维数字地形图测绘基于电子计算机技术发展而来，无法直接通过纸质形态表现完整，必须以电子或数字的形式表达，因而对测绘技术和表达技术等方面都提出了较高的要求，具有一定的技术特质和科学要素。
（5）三维数字地形图具有易操作性和可查询性，由于其有效的利用了电子计算机技术，可适应于各类全面、局部、节点等位置性的查找和选取，并对某两个或多个点之间进行测量，大大减少了实地测量的难度和对人力、物力、财力等的消耗。
（6）三维数字地形图具有易修改性。由于被勘测地形地貌具有变动性，尤其是随着城市发展的不断加大，城市区域内的地形地貌跟随城市建设不断改变，三维数字地形图有利于通过电子计算机随时进行测绘节点的修改，使研究者对地形随时了解，并时不同时期的测绘研究结果具有时效性和准确性。
二、三维数字地形图测绘技术关键点分析
卫星定位技术、激光测量实时获取技术、地图特征信息提取等是三维数字地形图测绘技术的关键点，其基于电子计算机系统实现一系列的测绘与成形工作，具有快捷性、准确性、技术化和科学性。
（1）卫星定位技术。全站仪集成技术和卫星定位是有效提供地形图测绘数据的重要技术手段，具有远大的发展方向。传统的地理测绘，需要大量的人力、物力和财力进行实地考察，且测量时间长、空间广、面积大、准确性低，造成测量结果误差性大，难以作为科学的研究依据，给研究结果带来不确定性。而卫星定位技术则很好的规避了非准确性的风险，由于卫星定位技术可在指令的要求下对某个被测量区域进行拍摄和测量，直接利用电子形式完成一系列工作，仅需专业人员在操作平台上实施操作，故而可大大节约人、物、财力，为国家节省资源，缩减成本，并提高产出。卫星定位不受天气、地物、地形等特殊性的影响，具有全局性和抗干扰性，定位速度快和准，精度高。
（2）激光测量技术。激光测量技术与电子技术同步发展起来，并已经从静态点测发展成为动态的实时监测，分辨率高，测绘面积广，并迅速将空间测量以三维坐标数据的形式表达出来，使被测绘地的具体形态构建更加完善准确。
（3）地图特征的提取。卫星定位技术和激光测量技术都仅仅为三维数字地形图的测绘提供了有利的数据，但数据是离散的，不具有观测性。而地图特征的提取则是在以上技术数据的基础上实现数字建模。
值得注意的是，卫星定位技术、激光测量技术和地图特征的提取技术是相辅相乘、缺一不可的，三种技术具有接续性，也具有共通性，有效综合应用方能完成整体被研究物的地形图测绘，并实现比例的调整与对比研究。
还有，三维数字地形图技术的关键点应用不能仅仅局限于地质科学或对地理特征的研究方面，单纯实现地理勘测与勘查的工作要求。随着我国科学技术的不断发展，包括市政建设的公路、铁路、电线铺设、水利维修、灌渠输水等具有线性特征的工作内容都具有一定的指导和数据提供意义，这些工程项目都需要有效利用卫星定位技术、激光测量技术、地图特征的提取实现对具体工程内容的水平、垂直位置、坡度、高差、角度等数学指标的测量和记录，并形成指导意见，甚至在譬如路灯照射范围、车辆行驶距离等等相关内容都可以提供确切的数据资料，大大提高了市政及其它类工程项目便捷性和效率。
三、结语
三维数字地形图技术综合了虚拟现实技术和GIS三维数据显示与管理技术，并借由这两种技术的发展不断改进和完善。尤其随着互联网技术水平的不断提升和在人们生活当中的普及应用，使三维数字地形图测绘技术获得了更广泛空间的交流与发扬，为我国的科技发展提供了线索，也为能源、环保、城市建设、地理研究、甚至是电信行业等提供了无限的商机。总之，三维数字技术在发展过程中还需要有更多的研究者深入探讨，并将其扩展到更广泛的应用领域，充分发挥其作用，该技术将具有更加远大的发展前景。当然，创新性仍是目前三维数字地形图测绘技术发展的必由之路，无论是对各类技术的提升，还是对建模方法的改进，或者对测量范围的明确等，都需要广大相关工作者转变思路，擅于钻研和思考，以不断创新的精神去将技术更加细致化和准确性，促进我国地形图测绘技术的成熟并应用于更广泛的实际工程操作中。
参考文献：
[1] 李秀玲. 浅谈大比例尺数字地形图的缩编方法[J]. 测绘地名学，2011，3（3）：75-76.
[2] 彭维吉，彭奇娟，杜勇波. 数字地形图测绘实践教学的设计与实施[J]. 黄河水利职业技术学院学报，2009，21（4）：64-66.
[3] 赖振发. 全站仪测绘三维数字地形图技术分析[J]. 现代测绘，2010，33（3）：20-22.
作者简介：谭凯婷，女，出生于1985年，广东人，华南师范大学增城学院地理
三维地图范文4
[关键词]三维地形图 SketchUp 建
[中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-164-1
1三维地形图的概念
地形图是指按一定的比例尺、特定的符号和注记，表示地物、地貌平面位置和高程的垂直投影图。图上只有地物，不表示地面起伏的图称为平面图。三维地形图指的是在虚拟的三维空间中准确描述地表起伏形态和地物位置、形状的具有三维真实感的地形图。将地物三维形态、地貌的平面位置、高程、类别、形态等属性的空问分布、联系的信息、区域自然地理条件和社会状况经制图综合后形成的信息，运用一定三维空间数据模型精确详尽的表达于虚拟三维空问中。
2三维地形图表示的内容
三维地形图是依据地形图的数据制作完成的，是地形在空间中的三维显示，因此其表示的内容与二维地形图的内容一致。
2.1图廓整饰。在三维地形图中，图廓整饰不表示。
2.2水系。水系多是依附于地形模型之上，一般使用面模型表示。例如河流、河堤，湖泊、水库，池塘、沟渠等。水系的附属设施一般使用体模型进行表示。出地面的水闸、船闸加固岸、防波堤等。
2.3居民地及设施。居民地是二维地形图的主要要素，要求准确反映实地各个房屋的轮廓和建筑特征。这一大类主要的地物就是房屋和垣栅。在三维地形图中都是使用体模型进行表示。
2.4交通。这一类既有点模型的地物例如路标、交通信号灯、信号杆等。线模型表示的地物例如铁路线等。面模型表示的地物例如城市道路等。体模型表示的地物例如立交桥、人行桥等。
2.5管线。这一类既有点模型的地物例如电杆、电线杆上的变压器、变电室等。线模型表示的地物例如通讯线、电力线等。
2.6境界。在三维地形图中，境界类不表示。
2.7地貌。在三维地形图中，使用三维地形模型表示出地表面起伏、凹凸不平，地表覆盖物的类别和性质。
2.8植被与土质。对于低矮的绿色植被如草地、依附于地形的花丛、灌木等使用面模型表示，其他比较高大的植被使用体模型表示。
2.9注记。在三维地形图一般注记类可以不表示，对于重要的注记可以使用文字或者三维文字表示。
3 SketchUp特点
SketchUp是目前非常流行、使用非常广泛的三维软件，是一个极受欢迎并且易于使用的3D设计软件，相比3DMAX等软件，具有容易掌握，操作简单的特点。SketchUp能够让你自由的创建3D模型，同时还可以将你自己的制作成果到Google Earth上和其他人共享，其操作界面和命令和cad有许多相似的方面，可以让使用者短期内掌握，而且插件众多，可以与其他的相关软件进行联接。
4数据获取
4.1二维数据的获取
平面位置。图形尺寸大小，如居民地的轮廓，植被范围，道路边界等。这些可以直接从地形图中图形信息来获取
4.2三维特征数据的获取
三维特征数据是三维模型构建的重要环节，如房屋的层数，建筑物的材质，植被的种类和范围等。这些可以通过地形图当中的符号信心和注记信息来获取。
5创建三维
5.1处理DWG文件
在cad中把地形图图处理好，删除不需要的线，注记等，是面的要尽量闭合如房屋，这样在导入SketchUp中建模就会比较容易找到面。
5.2DWG文件的导入
选择菜单中的文件-导入命令，在其子菜单中选择“导入*.DWG，*.DXF”选项。之后系统会自动跳出一个对话框，在对话框的右下角有一个“选项……”，点击之后会出来一个新的对话框，在此对话框中选择“单位”为mm，（此选项中建议使用原图中相同的单位） 然后选择要导入的*.dwg图文件选择“导入”命令，cad图自动导入sketchup中。
5.3地形建模
SketchUp中地形建模的方法可以将DWG文件中的等高线导入sketchup中或者利sketchup中的划线工具利用沙盒中的命令绘制出地形起伏。也可以利用网格组件利用曲面拉伸形成地形起伏的状态。相比较而言前者更为快捷和真实。
5.4地物建模
在绘制好的二维地形图的基础上进行三维建模，主要概括为点、线、面、体的建模。从点模型来讲，例如树木、花草、路灯等可以总sketch原有的组件中直接导入，放置在平面原有的位置，调整物体方向等。对于线模型，河流、道路交通、各种管线进行建模时，要生成其道路宽度管道半径等，进而有线构面，有面构体，体现出物体的三维特征。建筑物的体模型利用推拉工具将三维立体结构绘制出来，并结合其他工具例如画线、偏移等绘制细节。
5.5赋予材质
为了实现建筑模型的真实感，给模型赋予贴图必不可少。我们可以利用贴图实现物体表面的光泽、质感、明暗等效果的模拟，使模型的表现效果更加贴近真实。我们可用SketchUp自带的材质也可以自己拍摄照片来完成。
5.6调整透视角度
选择合适角度透视效果，调整好透视图的角度。选择合适的视距高度，有时为了一定的表现效果可以适当夸张视距高度。
5.7导出至图象文件或者视频文件
选择标题栏中文件-导出-图象，系统自动跳出对话框（导出图象），在对话框中可以选择自己导出图象要保存位置，以及要保存的文件类型。也可以选择标题栏中的文件-导出-动画，系统自动跳出对话框（导出动画），在对话框中可以选择自己导出图象要保存位置，以及要保存的文件类型。
6结语
三维地形图的研究对于增强地形图的表现力、提高人们识图、用图有很大的作用，因此地形图走向三维可视化是其发展方向和必然趋势是对地形图的一种模拟表达。SketchUp具有实用性、灵活性，大众化，操作简单、易学，在今后的三维地形图发展中有很好的应用前景。
参考文献
[1]倪冬兰 ，左文平《基于地形图的三维地形图的研究》. 城市勘测. 2011年8月第4期.
三维地图范文5
关键词：三维激光扫描技术；地质建模；绝对坐标定位
0 引言
复杂的地质条件和法律，在某种程度上，在地质勘探的各种地质信息。地下地质信息属于复杂三维地质体。矿床勘探和生产三维空间的所有流程，从勘探到矿山生产阶段，图纸和技术信息是确定矿床的空间位置。三维地质建模是数据分析、地质消歧和预测，数据统计、空间分析和空间可视化技术。因此，三维地质模型的地质和矿业专家来描述准确、全面的地质空间几何提供了基础和相互关系，最大化的提高地下地质空间分析，更准确和符合实际的地质现象的分布和变化规律的工程设计和施工方案，从而减少人类对地质问题的认识的盲目性和地下工程设计和建设正面临巨大的风险。
虚拟现实（虚拟现实，VR）技术起源于美国。矿区的虚拟现实技术研究主要集中在利用现有虚拟现实平台虚拟矿井系统（虚拟矿山系统，vm）开发、风险评估、事故模拟和调查，职业教育和技术培训、煤矿三维可视化，并取得了很大的进步。
1 三维激光扫描技术关键问题
1.1 测站数据拼接
三维激光扫描技术的过程中，车站是指扫描仪，每个目标的相对坐标测量数据，扫描仪的位置的起源。实际测量过程中，如果目标体积太大，复杂的表面，奇怪的形状，等等，测量数据，从不同的立场，而不是整张脸和频繁的测试精度测量角。多次测量的结果是导致目标坐标系统可能更大量的数据来解决问题的拼接的第一站，所有测量数据都集中在相同的相对坐标系统。大量数据的大型煤矿不能简化预处理，提出了方法，两者之间的所有数据将会是第一个马赛克参考点，然后移动到同一坐标系中，实现挖掘数据的拼接。
1.2 绝对坐标定位
基于绝对定位是使用罗德里戈矩阵变换方法，非线性问题转化为线性问题，计算结果将两个平移和旋转矩阵，该方法是可行的和简单的。
坐标数据匹配计算过程，事实上，在绝对坐标定位的过程中，主要有两种方法：一是通过平台设备移动和旋转角度测量，得到当地坐标系统之间的转换关系，但这种方法由于高成本，不被广泛使用；另一个是相邻子域三个或更多标记，将从一个坐标系统到另一个相同的点，这种方法背后是基于绝对坐标定位方法。
2 三维激光扫描技术在岩土工程中的应用
2.1 数据采集
在岩土工程中使用的非接触式三维激光扫描仪对野外数据收集。目标坐标的原理：精密时钟控制编码器用于收集激光束垂直水平角，角α和β的激光束从发射到返回计算时间之间的距离。激光强度和修改后的彩色照片，扫描匹配颜色灰色。抽样框架：横向扫描平面确定X轴，垂直是Y，Z轴垂直于扫描平面，所以P的坐标（X，Y，Z），包括上海合作组织（sco）X = cosαβ，Y =上海合作组织（sco）sinαβ，Z = Ssinβ。
在数据收集的过程中，岩土工程，乘专机球形目标识别的特征目标。但由于地形，基金在收购的过程中，精度要求，该方法用于识别目标对象是一个目标概要文件张贴纸，通过实际分析表明，该方法可以找到软件过程的目的。
2.2 数据处理
数字测量稻萃ǔJ谴罅康氖据错误，数据的特点，为了能够在包装过程模型质量的重建模型中，需要测量数据预处理。
2.2.1 噪声去除
大量的点云数据的第一步是做短，是一种主要的噪声去除不属于岩土工程有用的数据，主要用于处理Polyworks噪音，不包括外部对象主要是分散的点。
2.2.2 相对坐标定位
分区数据对齐方式包括两种，一种是一个小的调整，适用于公共分区数据特征非常明显，特点是快速、操作方便，是另一种N点对齐，适合N两个点的图像在不同的公共区域大致对齐，对齐的人工标记需要提前放置，便于校准标准确定重用bese文件对齐后，和准确的定位。
2.2.3 数据精简
在激光扫描仪测量指向生成大量的数据，并不是所有的有用的模型重建。和扫描，以确保标记点在识别的过程中通常是一组高精度，因为拼接后会产生大量的冗余数据。因此，为了简化数据。Polyworks必须防止重叠的数据功能，减少重叠的点云数据，为了减少数据在某种程度上。为了简化，利用曲率Geomagic处理软件，网格简化、统一和随机的四种方法来进一步简化数据。
2.2.4 绝对坐标定位
测量需要三篇论文在岩土工程领域的过程中目标条目，坐标变换用于室内工作提供了基础。相对坐标变换已经完成，在应用程序和坐标文件所有点的基础上相对坐标系统和地球坐标系统之间的转换，形成地质模型。
2.2.5 坐标转换程序结果分析
坐标变换的过程中，因为在这个过程中，缝合的数据源是集中在同一坐标系统，并选择参考点的来源网站完成坐标变换的坐标文件处理软件可以检查和比较的错误。
公共选择坐标系的三篇论文在实地测量的基础上，目标坐标变换，入口的相对坐标与Polyworks由全站仪坐标变换后的程序。通过比较和分析结果可以看出，通过编程大地坐标，理论价值和实用价值，有一定的区别，但可接受的误差范围，满足岩土工程的要求三维地质建模的准确性。
3 CRM地质模型转化法简介
地质模型和数值模型，存在着很大的差别地质模型范围相对较宽，关键领域的研究重点和数值模型，和正交平面，使用模型和数值模型主要用于开挖施工，必须考虑施工过程的建模过程的形状和建筑，相比之下，地质模型不设计开挖和施工的结构；地质模型网格形式，将受到井眼的影响，地层厚度和距离限制，形式，和数值模型可以满足兼容性的几何特性和原则，和不同的形式。为了消除上述差异，您可以使用该模型重建、伐区，网格重新划分的方式来解决这个问题。
地质模型的数据结构包括三种，即表面模型，模型和混合模型，表面模型和描述空间实体对象的描述，是一种建模范围更广泛使用；模型使用的信息来描述空间实体，用来表达）是一种元素的组合，这是最常用的物理网络；混合模型是基于表面模型和模型是基于混合数据模型。曲面模型可以表达故障形成和分解，和其他相关信息，有很好的视觉速度、较小的存储空间，可以表达不同的地质模型，存储空间很大，但是需要运行数据，因此，为了实现相对较低，混合模式将面临和人体模型，结合的优势也可以很好的克服两者的缺点，但建模技术相对较大，低于锡的表面模型选择模型。。
4 基于三维地质模型的岩土工程有限元自动建模方法
4.1 计算区域的切割与选取
考虑到地质模型和数值模型有一些差异，因此，必须使用区域切割技术，在数据分析的过程中，需要建立一个计算模型，计算应该使用科学的方法来消除边界效应，与计算精度可以达到为了缩短计算时间，必须选择切削区域的范围根据数值分析。提高计算精度伐区并选择矩形体，通过区域节点和公共导线切割算法，该算法可以提取局部动态，也可以进行开挖过程的模拟。
4.2 表面模型的重构
地质模型处理数据的拓扑关系变化后，为了符合原始结构，切割和重建表面网格线交叉区域，在重建的过程中，不会改变原始形式的地质模型。重构方法包括地层界面和周围地质曲面重建。地层边界表面重建，需要手的切割范围交叉分类存储，相交线约束边界，控制点和交叉分析，完整的、可以控制的不同高程地图，重复，这个模型可以形成界面；需求领域的交叉切割表面重建，根据订单封闭轮廓线，然后在水平线作为约束条件，为每个节点构网，再重复一遍，可以形成表面模型。统一的结构，也就是说，原来的表面网格计算模型。
4.3 有限元网格的自动生成
是在这个阶段，有限元网格算法已经相对成熟，但其焦点主要集中在算法本身，在实际的计算过程中，常常需要人机交互和合理的维护，以及外边界的长度和面积的密封能力的判断，这将导致正常运行网格的细分是很困难的，它是在一定程度上，降低了自动化程度模型，导致建模的效率损失，地质模型的帮助下可以提高缺陷。考虑到空间域模型，因此，可以根据单独的空间域的原理，它可以分为不同的模块原则需要根据对象属性，材料性质、几何特性。
此外，人体是通过单个网格在空间域算法，数值模型自动生成，和单一空间域主要是依靠人工完成形式，它将造成一些不便，网格细分网格生产效率非常低。根据特征的地质模型的生成有限元网格模型的属性，并且可以建立地层空间域，因此，需要各种地层自动网格细分空间域，然后形式的生成有限元网格模型在建设的过程中，在空间域需要重复使用，这种方法也被称为空间域方法。该方法用于构建网格模型可以避免人机检查和密封检查，可以提高网格细分的效率很好。这种方法是基于地层特征，模型更真实，计算结果的准确性越高，同时，可以重复计算当地的地形模型，不需要重复建模，不需要提前设置开挖边界，可以完成开挖施工过程模拟，也可以防止自动分割算法的使用，自动化程度高，快速建模。生成的模型还可以用于不同的系统，有很强的适用性。
4.4 模型导入有限元分析系统
完成后，上述过程可以按照有限元数值分析有限元网格拓扑文件格式将生成系统中的数据和几何数据导入系统，然后使用生成的价值分析，两者都可以完成建模的工作。模型并不局限于使用tg分析系统，在分析的过程中，只要按照规定的进口数据格式可以用来完成，如常用的有限元软件ANSYS，等等，都属于这种类型。
5 三维地质建模关键技术及研究方向
三维地质建模是一个多学科集成的知识，和要准确描述复杂地质体的地下空间关系和属性，是突破三维地质建模的关键技术。
（1）三维地质建模的基本功能是准确的获取三维空间数据和属性数据的地下地质、钻井地质建模，可以直接应用于数据和计算机断层扫描（CT）三维地震地质和地球物理技术，如地质解释和解释和地质建模成有用的数据。
（2）真正的技术，探索一个概要文件，由于井眼倾斜发生的时候，有一个洞或几个钻孔偏离勘探线、平在勘探线剖面数据平面，反映了实际的工程地质和勘探必须是一个错误，这种错误在很多情况下，建模的结果会产生重大影响。如何通过扁平截面过渡到真正的技术，是一个三维地质建模的关键技术。我们采用下面的方法来控制下的孔平面分段成真正的简介：第一步是坐标信息由钻井井眼轨迹图和调查信息空间分布；第二步，不同形式的平面配置文件数据通过坐标变换，数据从2D到3D空间；第三部分钻井的钻井轨迹控制面板平面投影，使这部分的个人信息与实际钻井空间重叠；第四步，外推方法，根据两种方式：一是调整勘探线；第二个是邻井眼校正横向延长线。
（3）三维地质建模软件可以使用不同的建模方法，如表面建模、物理建模、曲面建模方法，可以使用各种建模数据类型。
（4）使用多源数据建立合理、有效的空间数据库，并能提供高效的空间查询和索引，友好的用户界面，是三维地质建模的关键技术之一。
（5）联合集成建模技术的形成，一致的离散化过程和使用配置文件数据层之间很相似，“拓扑的形成这两种方法的矿石，相同的概要文件数据离散化，指的是地质剖面扫描、序列化配置文件在接缝线的形成和相同的钻孔样品成垂直形式；每一层之间及其内部形式，每一层，形成与煤层之间的联合，其内部空间重叠，包含关系可以用最简单的方式来处理和反映。另一个优势是，每个流程结构形成模型的关节，每个数据节点有一个示例数据和匹配。
（6）大部分在我们的三维地质建模和钻井剖面数据，以反映真实的地|体，我们应该扩大数据的来源，如地震、台风、地质、地球物理、地球化学和遥感还想使用一系列的数据，如何充分利用这些数据，三维地质建模的影响是一个关键的角色。
（7）三维地质模型保持每个地质数据之间的一致性，避免不同地质条件之间的差距和重叠。保持数据一致性和实体体素空间分析的数值模拟具有重要意义。
（8）来描述各种特殊地质体，如入侵、分支断层和倒转褶皱等特殊地质现象建模，也是三维地质建模的关键技术之一。
（9）如何使用该方法来解决地质特殊表面交点在各种情况下，如地层不整合、断层错断岩石、地层尖灭和地下水暴露表面的山谷，等等。
三维地图范文6
绿色环保主题鲜明，展馆设计靓丽和谐
新颖、靓丽、绿色、环保是本届展会的一大特色。本次博览会以特装展示为主、国际标准展位为辅，以重点家电企业为闪光点。特装展示主题突出、特色鲜明，展台设计融企业文化、企业品牌、布展特色于一体，巧妙运用声、光、电等现代科技，实物、文字、图片和视频短片等各种方式全方位出击，给人以强烈的视觉冲击。产品展示丰富多彩，新技术新产品琳琅满目。特别是许多高科技时尚新产品，让众多参观者目不暇接、流连忘返。整个展馆总体布局相互协调，既彰显个性、各有亮点，又相得益彰，互为补充。
参展规模大幅提升，展会影响力不断显现
本届家博会展览总面积16000平方米。其中：合肥展区11000平方米，滁州、芜湖展区5000平方米。共设有25个特装展区，78个标准展位，200多家企业参展。与前三届相比，参展企业积极踊跃，络绎不绝，展位爆满，展台供不应求。参展企业规模和广泛性、专业性明显提升。格兰仕、澳柯玛、海信科龙、齐洛瓦、奥克斯、台湾东元、海尔、美的、格力、华凌、欧力、尊贵、扬子、索伊、京东方、鑫虹等众多国内外知名家电企业、配套企业纷纷参展，囊括了国内市场所有知名家电品牌，覆盖了长三角、珠三角、环渤海等所有国内知名家电生产基地。参展企业既有主机生产厂商，又有核心配套件生产企业；既有专业家电制造企业，又有大型跨国公司；既有国内知名品牌，又有国际知名品牌。可谓众星云集，群雄尽至。
主题活动丰富多彩，配套活动亮点纷呈
本届家博会共举办十三项主题活动和配套活动：省、市领导会见，政府欢迎酒会，开幕式，滁州市荣获“中国家电及装备制造业基地”揭牌仪式，投资贸易项目签约仪式，厂商联动、家电促销及售后服务活动，打造全球家电制造中心高峰论坛，2010年中国冰箱（洗衣机）产业年会，家电主导产品与配套企业供需对接会，信息化与工业化融合高峰论坛，家电新技术和新产品推介会，家电企业人力资源专场招聘会，家电企业营销活动。开幕式气氛热烈，省长孙金龙等众多省市有关部门领导和贵宾亲临开幕式。主题活动丰富多彩，配套活动亮点纷呈。
投资贸易成倍增长，合作成果丰硕喜人
