银川2.5D-GIS开发公司_VR三维全景开发公司
发布日期:2021-09-25 浏览次数:656

三维GIS虚拟仿真:
1)支持标准的GIS格式数据,能够显示矿山及周边的地形与影像,帧率在25帧以上,保证流畅的三维场景渲染。
2)系统支持在一台服务器上部署GIS数据,用户通过局域网和集团网从客户端方式远程加载GIS数据,实现三维可视化管控功能。
3)基于三维GIS平台实现的数字地球显示平台,提供丰富操作功能,包括立体显示、语音控制、导航地图等。
4)提供基于数字地球的GIS分析功能:距离、面积、高差量测、地理标注、视点等。
5)基于高效的三维可视化平台开发,支持骨骼动画、纹理动画、粒子特效、光照效果等显示特效。
6)按照矿山实际数据构建露天矿山安全生产作业场景,包括地面场景(范围包括采矿场、采矿分厂办公区、堆场地形和建筑物及构筑物模型)、矿体信息、工程信息、设备信息、工艺流程等。
7)系统支持使用航拍图进行地表更新的功能和接口(可支持第三方航拍地图的导入和融合)。
8)系统应可集成现有北斗等设备信息,并在三维上显示。前提是能够获得数据接口。
装备模型库与材质库:
1)系统提供运输、凿岩、装药、铲装、破碎等方面的设备模型库,包含几种主要设备三维模型。
2)仿真主要设备的整体外观、结构构成,同时辅以图片或嵌入提示性文字等形式展示采矿过程中设备的应用场景。
3)支持将移动设备模型手动拖放到三维场景中,支持对设备模型的移动、旋转等编辑,支持设备信息后期扩展和预览。
自动化数据集成(最主要是要实现这个)1)支持基于物联网技术的数据接入标准规范,系统可通过OPC、TCP等协议,接入监测监控、卡车调度数据。
4)支持海康、大华等国内主流视频厂商的视频数据包协议,实现视频实时解码,其中车载摄像头进行本地存储,系统可选择视频调用查看,也可轮询查看,并接入到三维系统中展示。
5)支持主流的地质数据格式,在API层可读取地测采工程模型数据、配矿计划数据等,并查询其属性。
安全管理:
三维GIS平台支持各主流监控厂商的摄像头,能够通过视频系统的SDK(如海康威视、大华)进行二次开发,实现在三维场景中实时查看采场的生产状态,监管生产安全。
生产作业过程管控
1)集成卡车调度系统的实时定位数据、调度指令数据。
2)通过对接GPS卡调系统与生产执行系统业务数据,实现卡车作业过程仿真、生产执行过程预警处理,包括爆堆超\欠供矿、设备超速、矿岩颠倒、品位不利等。
3)报警对象具有报警标志的功能,报警图案可自定义,提供在软件界面特定位置显示报警信息的功能。

2.2GIS三维空间数据模型
2.2.1空间数据模型分类
三维数据结构同二维一样也存在栅格和矢量两种形式。栅格结构使用空间索引系统,将地理实体的三维空间分成细小单元(体元)。三维矢量数据结构表示方法有很多,将实体抽象为点、线、面、体,由面构成体。其中运用最为普遍的是具有拓扑关系得三维边界表示法和八叉树表示法。根据三维空间模型对地学空间目标的集合特性的描述是以表面描述方式还是以空间剖分方式,可以分为体元模型和面元模型。
(1)体元模型
常用的体模型是将三维空间对象视为体单元的集合。体单元是简单的三维基本单元,如立方体、球、圆柱体等。将三维空间对象视为这些基本对象经过一些基本操作(如交、并、差等)后的组合体。体模型数据结构包括三维栅格结构、八叉树结构、结构实体几何模型和四面体格网模型[23]。对于建筑物,本文不关注其中的拓扑结构,仅对其整体和外部形状感兴趣,综合考虑到建筑物的形状特点、3D建模的精度要求,如果用Octree建模则难以保证精度,用TEN建模则会增加许多无意义的数据,因此CSG是进行建筑物建模的一个较好选择,本文重点讲述结构实体几何模型(CSG)。结构实体几何模型(CSG)类似于机械制造方法,最早由Voelcker和Requicha提出,是将简单的几何形体(如球、圆柱、圆锥等体素)通过正则运算(交、并、差)来构造复杂的3D目标。一个复杂目标可以描述为一棵CSG树,这棵树的终端结点为基本体素(如立方体、圆柱、圆锥),而中间结点(枝节点)为正则集合运算的结点。
CSG树以根节点作为查询和操作的基本单元,它对应一个三维空间目标。一个复杂的空间形体,可以由一些比较简单,规则的空间形体经过布尔运算而得到。
CSG模型的优点是:方法简单,适合对复杂目标采用分治算法;具有唯一性和明确性;没有冗余信息,必要时可以在目标和体素上附加有关属性。其缺点是:一个3D空间目标的CSG是不唯一的,且不描述点、边、环、面的拓扑关系。
(2)面元模型
面模型数据结构主要包括规则格网模型Grid、不规则三角网TIN和边界表示模型B-Rep。
规则格网模型Grid用一组大小相同的网格描述地形表面。它能充分表现高程的细节变化,拓扑关系简单,算法容易实现,空间操作及存储方便。但占用的存储空间较大,不规则的地面特征与规则的数据表示之间可能不协调,在地形平坦的地方存在大量的数据冗余。
不规则三角网(TIN)是由分散的地形点按照一定的规则构成的一系列不相交的三角形,三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点的密度和位置。TIN实现三维地形的显示过程就是确定哪三个点构成一个最佳三角形,并使每个离散点都成为三角形的顶点。TIN的优点是存储效率高,数据结构简单,与不规则的地面特征和谐一致,可以表示细微特征或叠加任意形状的区域边界。当表面粗糙或变化剧烈时,TIN能包含大量的数据点,而当表面相对单一时,在同样大小的区域,TIN只需少量的数据点。TIN比Grid复杂,它不仅要存储每个点的属性数据,还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系,难以与矢量和栅格数据结构进行联合分析。
边界表示模型(B-Rep)是以物体边界为基础来描述几何形状,一般采用矢量法表达三维目标,与二维GIS所采用的矢量结构在原理上一致。每个物体均由有限个面构成,每个面由有限条边围成,而每条边由构成边的顶点表示。在边界表示法中,空间实体的几何信息和拓扑信息是分开存储的,其数据结构可以用体表、面表、弧表、边表、顶点表等五个层次来描述,因此在进行坐标变换时,仅需改变空间点的坐标,空间实体间的拓扑关系可以保持不变。B-Rep模型强调3D空间目标的外部细节,通过3D目标属性表、面-体关系表、边-点-面关系表和点坐标表来详细记录构成3D空间目标的所有几何信息和拓扑信息。其优点为:几何信息与拓扑信息分开存储,完整清晰;便于基于面、边的空间查询与计算;易于与2D图形、3D线框模型、有限元网格剖分及3D曲面造型接口。其缺点是:数据量大,数据关系复杂;对3D空间目标的整体描述能力差,不能反映目标的构造过程;不能记录目标组成元素的原始特征。