㈠ 基於分形理論的三維地形建模主要有哪些方法
(1) 地形三維模型
利用基礎測繪數據 , 如帶有高程值的數字線劃圖 ,建立地面高程模型 (DEM), 將地形的高低起伏完全的真實模擬出來 , 這里的地面高程模型可以按照要求製作不同比例尺;正射影像 (DOM)數據來源有多種方式 ,可以是不同解析度的遙感影像, 也可以是高解析度的航空影像, 甚至通過低空攝影及近景攝影得到的地貌數據 , 精度要求也是根據需求的不同選擇不同解析度的影像數據。按照統一的空間參考系 ,將正射影像疊加到地面高程模型上 , 形成表徵地形地貌的三維模型。
(2) 現狀建 (構)築物三維模型
現狀建(構 )築物是城市三維模擬模型中最重要的組成部分,包括房屋、道路、人行天橋、橋梁、隧道、堤壩、公園、綠地、樹木等重要地物要素 ,以及路燈、消火栓、井蓋、公交車站等城市附屬設施。這類三維模型的製作往往投入人力和物力最多 ,時間周期最長, 所以在開始這部分工作時 ,要根據實際需要,按照不同的精度要求選擇不同的建模方式。對於要求不高或者不重要的建 (構)築物 ,可以利用基礎測繪數據成果進行批量建模 ,尤其是規則形狀的建 (構 )物 , 甚至建 (構 )築物頂端的紋理也可以採用高分辨的影像進行貼圖;而對於不規則形狀的或者需要重點表現的建 (構 )築物, 亦採用互動式手工精細建模 ,這部分紋理通過實地拍攝,採用專業的圖像處理軟體進行處理後貼圖 , 體現建(構)築物模型的美觀性、逼真性。
(3) 城市設計三維模型
這類三維模型的製作, 主要是滿足城市規劃設計、輔助城市規劃管理需要 ,規劃設計師在 AutoCAD或者 3Dmax等三維軟體中進行設計 , 將設計成果加入本系統與現狀三維模型融為一體 , 同時可以根據現狀三維模型周圍環境對全部規劃模型或部分模型進行修改、調整、替換 , 或在三維模擬系統上重新生成新模型 , 包括設計和定義位置、朝向、形狀、高度、外部色調和紋理等 , 這些修改調整需要在統一的空間參考系中依比例進行。
㈡ 地質體三維建模方法
在分析三維空間建模方面的國內外大量研究文獻的基礎上,目前主要有四種類型的建模方法:基於體的建模方法、基於面的建模方法、混合建模方法(表1-1)以及泛權建模方法。
表1-1 3D空間建模方法分類
1.基於體的建模方法
體模型基於3D空間的體元分割和真3D實體表達,體元的屬性可以獨立描述和存儲,因而可以進行3D空間操作和分析。體元模型可以按體元的面數分為四面體(Tetrahedral)、六面體(Hexahedral)、稜柱體(Prismatic)和多面體(Polyhedral)等類型,也可以根據體元的規整性分為規則體元和不規則體元兩個大類。建模方法如下:
(1)規則塊體(Regular Block)建模;
(2)結構實體幾何(CSG)建模;
(3)3D體素(Voxel)建模;
(4)八叉樹(Octree)建模;
(5)針體(Needle)建模;
(6)四面體格網(TEN)建模;
(7)金字塔(Pyramid)模型;
(8)三稜柱(Tri-Prism,TP)建模;
(9)地質細胞(Geocellular)模型;
(10)不規則塊體(Irregular Block)建模;
(11)實體(Solid)建模;
(12)3D Voronoi圖模型;
(13)廣義三稜柱(GTP)建模。
2.基於面的建模方法
基於面模型的建模方法側重於3D空間實體的表面表示,如地形表面、地質層面、構築物(建築物)及地下工程的輪廓與空間框架。所模擬的表面可能是封閉的,也可能是非封閉的。基於采樣點的TIN模型和基於數據內插的Grid模型通常用於非封閉表面模擬;而B-Rep模型和Wire Frame模型通常用於封閉表面或外部輪廓模擬。Section模型、Section-TIN混合模型及多層DEM模型通常用於地質建模。通過表面表示形成3D空間目標輪廓,其優點是便於顯示和數據更新,不足之處由於缺少3D幾何描述和內部屬性記錄而難以進行3D空間查詢與分析。建模方法如下:
(1)TIN和Grid模型;
(2)邊界表示(B-Rep)模型;
(3)線框(Wire Frame)模型;
(4)斷面(Section)模型;
(5)斷面-三角網混合模型;
(6)多層DEM建模。
3.混合建模方法
基於面模型的建模方法側重於3D空間實體的表面表示,如地形表面、地質層面等,通過表面表示形成3D目標的空間輪廓,其優點是便於顯示和數據更新,不足之處是難以進行空間分析。基於體模型的建模方法側重於3D空間實體的邊界與內部的整體表示,如地層、礦體、水體、建築物等,通過對體的描述實現3D目標的空間表示,優點是易於進行空間操作和分析,但存儲空間大,計算速度慢。混合模型的目的則是綜合面模型和體模型的優點,以及綜合規則體元與不規則體元的優點,取長補短。主要包括如下混合建模方法:
(1)TIN-CSG混合建模;
(2)TIN-Octree混合建模;
(3)Wire Frame-Block混合建模;
(4)Octree-TEN混合建模;
(5)GTP-TEN混合建模。
4.泛權建模方法
陳樹銘認為地質三維領域中,地礦、石油的三維分析相對來說是比較簡單的,相比之下工程地質、水文地質等的三維分析更復雜,比如說在地礦、石油領域應用克里格方法基本就可以分析,但是對於工程地質、水文地質分析來說,克里格方法基本是不可行的。他認為目前主要有三類地質三維重構演算法,即剖面成面法、直接點面法,以及拓撲分析方法。在綜合應用概率統計、模糊、神經網路、插值、積分等理論的基礎上,構造了一種新演算法(他稱之為「泛權」演算法),其核心思想就是能對任意M維的連續、非連續邊界進行重構分析,並同時能耦合地模擬各種復雜背景因素的影響。
(1)剖面成面法。剖面成面法的基本思路是,在生成大量的地質剖面的基礎上,再應用曲面構造法(趨勢面法、DEM生成技術)來生成各個層面,進而來表達三維體。比如國外的三維地質分析軟體GEOCOM就是採取此種思路的一個典型。具體的解決步驟如下:
①收集、整理原始地質資料,並進行柱狀和綜合分層;
②建立地質空間多參數資料庫;
③根據以上資料,應用人工互動式的地質剖面生成軟體平台,加上專家的人工干預生成各種各樣的空間地質剖面;
④分別根據各已計算剖面的地層分布結果,加上專家的干預、分析參數的控制來生成各個地質曲面;
⑤建立地層空間曲面構架資料庫;
⑥應用地質三維展示平台,基於地層空間曲面構架資料庫、地質空間多參數資料庫,來進行地質三維展示,三維切割分析、方量計算等功能。
(2)直接點面法。直接點面法的基本思路是,直接將原始的散狀數據進行有效的分層,直接根據各個層面的標高,應用曲面構造法(趨勢面法、DEM生成技術)來生成各個層面。比如國外的三維地質分析軟體ROCKWARE就是採取此種思路的一個典型。其解決步驟基本同於剖面成面法,只是沒有下文第3)步,但是地層曲面生成技術相對前者來說要更難一些。
(3)拓撲分析法。拓撲分析法的基本思路就是,基於各個層面的離散點,通過分析這些點的空間拓撲關系,構造地質體。目前來說進行拓撲分析基本採用六面體、四面體模型,或者是Delaunay四面體模型等。其與剖面成面法、直接點面法,在本質上沒有什麼區別,還是從離散的點出發去構造地質層面。
㈢ 3dmax怎麼建模3d max建模有哪幾種方法方式
MAX有多邊形,面片及NURBS三種建模方法。
具體操作步驟如下:
1、建立牆體模型,單擊選擇 「2.5」這里 2.5的意思是畫到底部。
㈣ 三維建模方法
在三維地質體建模過程中,地表模型的構建依託於數字地形模型(DTM)的生成,地下模型的構建是首先生成各地質體的三維線框,之後連接成實體進行一定的布爾運算得到。
(1)數字地形模型
數字地形模型的生成是利用一個任意坐標系,對連續地面選擇x、y、z坐標點進行的一個簡單統計表示。或者說,DTM就是地形表面形態屬性信息的數字表達,是帶有空間位置特徵和地形屬性特徵的數字描述。
(2)三維線框模型
三維線框模型的構建主要是採用TIN技術(不規則三角網模型)中的Voronoi圖與Delaunay三角形演算法。其基本原理為:首先依據收集到的地質勘測等資料確定地質結構面的空間關系,利用空間求交得到地質結構縫合面;然後,為了確定各剖切面,剖切生成各地質結構面與建模範圍邊界面的交線;最後,利用Delaunay三角網建立地表、邊界剖切面和底面的TIN模型,將各TIN模型拼合即可建立所需的三維地質模型。
TIN是表示數字高程模型(DEM)方法的一種,它的優點是既減少了規則格網方法帶來的數據冗餘,又在計算效率方面優於純粹基於等高線的方法。由於地質體的復雜形態不是規則的幾何體可以描述的,所以就需要一種更加靈活和簡便的方法來建立復雜地質體,TIN正是基於這一需求提出的。這種表面模型擴展了計算機圖形學中的模型,可以滿足地質制圖的基本要求,進而進行體積估算、切制剖面、表面渲染、三維顯示等操作,是三維實體模型建立的基礎。
(3)線框模型布爾運算
這種運算是在建立復雜地質體時主要對實體與實體或者實體與面之間的相交關系進行交、差、並等的運算,實現對不同實體的拼合或切割,從而得到所需的實體模型。在建模實際中,兩個實體剖面之間是按照直線的方式連接三角網的,但是若遇到斷層呈曲面或斷層破碎帶,斷層體和地質體之間的吻合關系很難體現,所以為了建立更切合實際的地質體只有通過線框模型的布爾運算來實現。一般在建模過程中,按照三維軟體所提供的基本布爾運算功能,對實體進行不同的布爾運算組合,即可以得到需要的地質實體。
㈤ 有哪些實用的3DMAX建模方法
1、【基礎建模】適用於大多數情況,包括對幾何體的編輯和樣條線的編輯。
2、【復合建模】一般用在特殊情況,讓建模更快,可以執行圖形合並。
3、【suface toods建模】是通過先建立外輪廓來完成(外表有規則可尋),適用於用多邊形比較慢比較麻煩的時候。
4、【多邊形建模】很強大,基本適用於任何事物建模。沒有多少事物不能使用多邊形建模。
5、【面片建模】比其他多了幾個可調節軸,所以在處理圓滑效果的時候可以手工處理,更隨心。
6、【NURBS建模】基本上不用自帶的,一般都用插件來完成,用於做曲面物體。上面列舉的6種建模方法基本囊括了3Dmax中的所有建模方式,其中“面片建模”和“NURBS建模”基本上已經不用了。