發布時間：2023-04-01 10:11:46
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的三維數字化論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
【關鍵字】數字化校史館；虛擬現實技術；應用研究
一、數字化校史館與虛擬現實技術
校史館是陳列學校發展歷史、展示學校辦學過程和不同時代學校面貌的場館；是學校傳統與校園文化的集中表現的舞臺；是學校博物館，能把學校的文博全景陳列；是學校的榮譽室，是學校教育教學成果的榮譽展覽室；是學生德育教育基地，即通過校史館的陳列與展示，成為學生德育教育和人文教育的基地。
虛擬現實技術具有沉浸性、想象性和交互性的三大特征，與傳統的二維技術相比，在視覺、聽覺和觸覺方面具有更強的吸引力，尤其是分布式虛擬現實技術可以把分布在不同地理位置的人整合在一個虛擬環境中，實現共享資源、相互交流和協作，從而使虛擬環境變得更加有趣，更加具有沉浸性。虛擬現實技術的運用，給瀏覽者來視覺上的沖擊力，圖像、聲音等多媒體的加入，使得展出更加生動、有趣，讓參與者體驗校園的歷史變遷演繹，同時數字化校史館的建設，有利于促進學校傳承和發揚優良的教育教學傳統，有利于學校不斷積淀校園文化、創新校園文化和形成辦學特色。
二、數字化校史館的系統架構設計
數字校化史館系統采用主流的瀏覽器/服務器（B/S）結構，如圖1所示。
圖1數字化校史館的系統架構
為了滿足瀏覽者利用IE瀏覽器就可以進行靈活的瀏覽操作。服務器端需要配置Web服務和Java制作的Server服務應用程序，客戶端需要在IE瀏覽器中安裝三維瀏覽插件（BS Contact Vrml-X3D或者Cortona）和安裝Java制作的Client客戶應用程序。
三、數字化校史館功能模塊的制作
數字化校史館功能模塊具體制作中，主要用Autodesk3ds Max 2013建模技術來實現虛擬場景，用Avatar Studio軟件來制作虛擬替身，用Java 9.0語言編寫的服務器端和客戶端應用程序來實現瀏覽者瀏覽、操作和視音頻傳輸。
1、三維數字場景的制作
在數字化校史館中，各種三維場景均采用Autodesk3ds Max 2013軟件來構建三維數字場景。三維場景中的對象及其屬性用節點(Node)描述，節點按照一定規則構成場景圖(Scene Graph)。場景圖中的第一類節點用于從視覺和聽覺角度表現對象，按照層次體系組織起來，反映境界的空間結構；第二類節點用于事件產生和路由機制，形成路由圖(Route Graph)，確定三維場景隨時間的推移如何動態變化。
2、虛擬替身人物的制作
虛擬替身人物代表著三維場景中的瀏覽者，是瀏覽者能夠以沉浸方式進行學習活動的一個主要因素。現有的虛擬替身均采用Blaxxun公司的Avatar機制標準，可以使用Avatar Studio軟件來進行制作。在Avatar Studio軟件中，每一個虛擬替身的關節點模型(Joint Model)簡化為頭、手、手臂、腳、腿、身體上部和身體下部等七個部分。在制作過程中，利用軟件提供的相應工具可以設置虛擬替身以上身體部位的動作動畫。
3、視音頻傳輸的實現
Java編寫的服務器組播程序可以使得瀏覽者之間進行視音頻數據交互，并且通過 SAI 接口將這些操作寫入虛擬場景文件中，從而實現多用戶的虛擬替身分布式實時同步，其中視頻線程接收視頻數據包進行解壓縮及回放；音頻線程接收音頻數據包進行解壓縮及播放。
·發送端：在主線程中，啟動視音頻兩個線程分別對視音頻進行采集，放入視音頻緩沖區，同時監聽客戶端的連接請求，收到連接請求，建立信令通道（TCP連接），通過信令通道，向服務器分控中心發送播送地址及端口號，同時對應視音頻兩個線程，利用建立的視音頻數據通道（UDP），對視/音頻進行壓縮編碼、組播發送，實現視音頻的雙向傳輸。
·接收端：在主線程中，向發送端主機發出連接請求（CALL），三次握手建立信令通道（TCP連接），接收到組播地址及端口號后啟動視/音頻兩個線程，完成建立視音頻數據通道（UDP），加入視音頻播組，接收壓縮視音頻包并解碼顯示和播放，從而實現視音頻的雙向傳輸。
三、數字化校史館功能的實現
瀏覽者利用IE瀏覽器進入數字化校史館時需要安裝Vrml插件。Vrml插件既是瀏覽器，還是獨立運行的應用程序，也是實時3D著色引擎，支持Nurbs曲線，粒子效果，霧化效果，支持多人的交互環境。同時要使用視頻語音功能還需要安裝視音頻客戶端應用程序以及麥克風和視頻攝像頭等硬件設備。
圖2數字化校史館的運行界面
數字化校史館瀏覽器的運行界面如圖2所表示，其中圖中1部分是虛擬場景和虛擬替身顯示頁面；圖中2部分是用戶視頻畫面顯示窗口；圖中3部分是用戶列表顯示頁面；圖中4部分是語音控制面板；圖中5部分是綜合控制面板。
四、虛擬現實技術在數字化校史館應用的意義
在數字化校史館中，學生可以實現數字漫游，看到和現實一樣的景象，比空洞的實物更有說服力。利用虛擬現實技術構建虛擬環境有望實現教育界理想的“寓教于樂”的學習效果。利用虛擬現實技術構建面向人文教育的數字化校史館，以三維空間向量形式表示各人文教學模型體和位置相對關系，有效地節約了現實人文資源建設的成本，同時為瀏覽者提供了一個高度沉浸的網絡學習環境，對歷史文化遺產的保護和與人文精神在中小學的傳承和發展具有重要的意義。
五、結束語
隨著Web3D虛擬現實技術的發展和在人文教育中應用的深入，人文教育虛擬學習環境必將朝著三維虛擬社區化方向發展，對于提高學生的學習積極性和學習興趣，有著積極的作用。數字化校史館通過模仿現實的人文環境來構建高度沉浸性三維虛擬環境，將分布在不同地域的瀏覽者合成在3D虛擬環境中來進行交流和協作，增加了學習的趣味性，改善學習效果，提高學習效率。
參考文獻:
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關鍵詞：水利水電工程；工程測量數據處理技術；數字測量；GPS定位
中圖分類號： TV 文獻標識碼： A 文章編號：
0.引言：科學技術的新成就，電子計算機技術等新技術的發展與應用，以及測繪技術和科技的不斷發展，工程測量技術近年來發生了很大的變化。
1．全站儀測量放樣技術
全站儀替代光學經緯儀和電磁波測距儀的應用．足地面測量技術進步的重要標志之一。全站儀具有測量精度高，儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優點，為施工測量提供了極大的方便。已大量應用于各類工程的施工測量中。電子全站儀自動改正儀器軸系統差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差，自動記錄存儲、實時測量三維坐標、與雙向數據通訊功能，為測圖和工程放樣向數字化發展開辟了道路。目前全能型和智能化方向發展的電腦型全站儀都帶有豐富的軟件，可以直接進行坐標放樣、導線測量、程序測量、懸高測量、道路放樣、對邊測量、面積測量、高程傳遞、參考線放樣，故能提供高速高精度的觀測成果，又能高效地完成多種測量作業。
2．數據庫技術與GIS技術
測量工作者如何更好更好地為工程建設服務，其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。其同的是把大量的測量數據或信息進行科學的存儲。將GIS應用于水利水電工程建設，虛擬顯示施工總布置三維全景，直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系并實現各種信息可視化查詢、分析、統計計算，實現建筑物施工全過程動態仿真演示。以信息的數字化、直觀化、可視化為出發點，直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態過程，為全面、準確．快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具，實現工程信息的高效應用與科學管理。
3．GPS定位技術
隨著GPS的出現和不斷發展完善，測繪定位技術發生了革命性的變革。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術，正在逐步被以一次性確定三維坐標的、高速度、高效率、高精度、大范圍的GPS技術所代替，同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間；定位方法已從靜態擴展到動態；定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起，稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態定位技術與全站儀靈活的三維極坐標測量技術完美結合，可實現無控制網的各種工程測量。水電工程施工區域大，控制點傳算工作量大，精度衰減快；高山峽谷之中，山脈蜿蜒曲折，造成上點和通視困難；河流阻隔，致使交通不便，前后視須迂同前進。利用GPSRTK技術進行碎部點測繪與放樣不需要與基站保持通視，也無需進行后視作業，誤差不累加，精度分布均勻，精度衰減每公里只有lmm。10--15km的作業半徑不需要設置過渡控制點，更長距離的測繪可通過設置中繼電臺轉發電測波解決。大幅度地提高工作效率。
4．程序型計算器輔助計算技術
程序型計算器（如CASIO fx-4800P/fx-4500PA）以其功能強大、經濟實惠、方便攜帶的特性受到了各行各業工程技術人員的歡迎，尤其是測繪方面的技術人員進行工程放樣計算的有力工具。水利水電工程龐大而復雜。工程細部的放樣往往牽涉到幾十個公式的數學計算，尤其是在施工現場，嚴寒、酷暑、噪音、灰塵很難讓人時刻保持清醒的頭腦，計算的速度和結果的正確性大打折扣，嚴重影響放樣的質量和效率。利用編程計算器事先編制好所需放樣部位的計算程序，在施工現場最多只需輸入測點三維坐標X，Y，Z的數據即可迅速計算出所需要的放樣數據，結果準確率大大提高。全站儀實現了測點坐標的隨測隨得，編程計算器實現了放樣數據的即輸即得，大大加快了工程放樣的速度。
5．數字化測繪技術
大比例尺地形圖和工程圖的測繪，是工程測量的重要內容和任務。常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作，同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作，成圖周期長，難以適應飛速發展的現代化工程建設的需要。把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來，形成—個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。實現大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供圖紙，也可提供電子數據，為專業設計自動化建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。數字化成圖技術住現代工程中的應用不僅提高了工作效率，并保質保量提交成果。僅內業制圖部分可節約經費50%，節約時間60％。
6． AtuoCAD輔助設計技術
計算機輔助沒計(Computer Aid Design簡寫CAD)足20世紀80年代初發展起來的一門新興技術型應用軟件。如今在各個領域均得到了普遍的應用。它大大提高了工程技術人員的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp語言，可以編制一些常用的計算程序，得到定制的計算結果。在水利水電工程上有許多體形復雜的計算，尤其是各種不同體形銜接處的相交線，需要用空間解析幾何的方法解算。單靠計算器手工計算，非常繁瑣，工作量大，準確性也不好保證，用AutoCAD建立數字化模型，執行點坐標查詢功能就可以了。也可以對所編寫的程序的計算結果進行正確性驗證。AutoCAD的特性提供了測量內業資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。另一方面是各種工程橫斷面、縱斷面網的繪制，以及斷面面積的計算和其它一些需要的圖紙的繪制。從而大大減輕我們內業的工作強度和工作量。．
7．數字攝影測量技術
攝影測量技術由于可以提供實時的三維空間信息，無需接觸被測物體，以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優點，具有廣泛的應用前景。隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量的產品將從影像圖、線劃圖向數字化系列產品——4D產品轉化。產品應用與服務領域更廣，并為建立各類專業信息系統和基礎地理信息系統提供可靠的數據保障。在水利水電工程。利用數字攝影測量技術可以迅速獲取制作大比例尺影像圖、地形圖、立面圖、等值線圖和斷面圖圖庫，建立DTM(數字地面模型)和DEM(數字高程模型)模型數據庫，建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數字地面模型數據庫。檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料，記錄工程在施工過程中各個項目地理地貌信息，形成各種數字信息產品，并可通過網絡方便快捷、及時地提供給各個部門使用。
8．工程測量數據處理技術
隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化，工程測量領域技術的發展趨勢和方向是：測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化；測量數據管理的科學化、標準化、規格化；測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中，并發揮其主導作用。
9．結束語
GPS技術和其他數字化測量技術的應用和推廣已經在我國的水利工程測量工作中發揮了很大的作用，表現出極強的生命力。對于數字化測量技術的研究和討論對于水利工程測量工作意義非凡，我們在結合工程實際的前提下，應當多學習國外的先進技術和理論，使我國的測量技術發展為世界的尖端。
參考文獻
1. 陳向平 淺議水利工程施工的幾種施工測量技術[期刊論文]-輕工設計2011(3)
7400片大腦切片
一個多世紀以來，神經科學家們早已在很大程度上依賴于在1900年代早期完成的二維的大腦解剖圖來進行研究工作。本篇論文的第一作者、德國于利希研究中心的神經解剖學家卡特倫·阿穆茲說，雖然原來的一些數字化的三維模型可以派點用場，但是如果要在神經水平上顯示腦組織，它們就顯得無能為力了。在美國馬里蘭州的貝塞斯達國家衛生研究院工作的神經影像學專家約瑟·馬斯德烏則認為，在以前的圖書館幾乎沒有可用的器官圖集，因為他在尋找有關資料的時候，常常得到這樣的回答：“你需要的書是不存在的。”
解剖大腦，然后用數字化重新構建人類大腦是一個長期而艱巨的過程。在最近的幾十年里，神經系統科學家的興趣已經從經典解剖轉移到生理學的研究上來了。阿穆茲說，只有少數實驗室有專業技術和工具，可以用掃描和數字化的方法制作細如發絲的、在細胞水平上顯示細部的大腦切片組織。粗糙的厚片意味著相對于真實的組織來說，缺少細節并存在更多的空白。
因此，早在2003年，阿穆茲和他的同事們就開始了人體大腦器官三維圖集的準備工作。研究人員選擇了一位65歲女性捐贈者的大腦作為器官圖集的基礎，因為這位女性沒有任何明顯的退行性疾病或其他損害。研究人員把大腦置放在福爾馬林——一種化學防腐劑里保存起來，再把它用蠟封起來幾個月。然后，研究人員開始用一種叫做“超薄切片機”的刀片來切割腦組織，就好像用熟食切片機切火胸一樣。他們必須非常小心，在整個過程中大腦薄片不能從傳輸帶上掉落。
接下來，研究人員把每個薄片放在顯微鏡下觀察，再把細胞染色，使它們的神經元細胞清晰可見，然后進行掃描。總的來說，這項工作花了近1000小時的連續勞動，用于準備和掃描每個腦切片。研究人員總共獲得超過7400片腦切片。在科學節目里，他們在線發表這些成果，甚至午休時間都不中斷。
在處理脆弱的薄片時，研究人員表現了最大限度的耐心，避免使其發生扭曲，特別是當大腦組織切片在保存和切割的時候，要避免發生撕裂。盡管如此小心，該論文作者、加拿大蒙特利爾麥吉爾大學的神經影像學專家艾倫·埃文斯說，仍有部分薄片產生了扭曲。他還說，自己的工作就是把大腦重新構建成一個連貫的整體。他認為要改變錯位的掃描，使它回到正確的位置上，應該使用糾正軟件，而不是用手工操作。對儲存的數據進行處理時，需要使用分布在加拿大的高性能計算網格。
高出50倍的分辨率
人體大腦三維圖集以比原先的方法高出50倍的空間分辨率，顯示單個神經元和它們之間的聯系，并且以前所未有的精度顯示了一個完整的大腦模型。“BigBrain所起的作用，是讓我們知道了分布在某個空間里的幾乎所有的神經元。” 馬斯德烏說，這可以看作歐洲的人類大腦計劃的一項重要成果。歐洲的人類大腦計劃計劃擬耗資10億歐元，要在下一個十年內完成人類大腦功能的計算機模型。這個項目完成后，用戶可以免費通過稱為CBRAIN的web門戶進入。研究人員只要通過簡單的鼠標點擊，便可以獲取鮮活的大腦綜合數據，例如大腦活動掃描，達到細胞分子水平的精細的解剖信息。
當然，人體大腦三維圖集的方法并不是完美的，除了切片過程會導入錯誤，它不能顯示出個體之間存在的差異。加州大學洛杉磯分校的神經學家約翰·馬茲奧塔指出，有一個解決方案，就是把人體大腦三維圖集與來源于大量的分辨率較低的腦部掃描顯示的數據結合起來，以顯示不同的大腦結構在哪里存在差異。
有一個使腦組織透明的新方法叫做“CLARITY”，是將來腦成像研究的突破口。采用這種方法，研究人員就無須切割大腦組織了。不過馬茲奧塔說，目前這種方法僅能應用于體積較小的生體組織，如小鼠的大腦。
在接下來的工作中，阿穆茲想創建一個男性和一個年輕人大腦的BigBrain器官圖，以便捕捉潛在的性別和發育差異。
關鍵詞：文物博物館;三維數字技術;應用分析
0.引言
據不完全統計，截止到2014年5月，我國博物館數量達到4165家，全年接待觀眾數量超過6億人次。在充分肯定我國博物館建設取得巨大成績的同時，也必須認清目前存在的巨大問題，例如：藏品保護問題、展品同質化現象嚴重等。三維數字技術集合光學、電學、計算機等先進技術于一體，可以對文物遺址及相關場景通過虛擬技術很直觀的展現在觀眾眼前。三維數字技術可以充分彌補博物館對傳統文物保護手段的不足，還可以使博物館的作用得到充分發揮。
1.三維數字化技術原理介紹
三維數字技術的實質就是一種虛擬現實技術，其原理是將一些相關數據以一定方式記錄下來，一般是通過光學或激光掃描采集對象等手段，采集光信號通過反射被接收器接收，之后對其進行整理，轉換為計算機可以識別的三維數字信息。然后由計算機將數據中的幾何信息恢復成圖形或圖像顯示出來。通過視覺展示，人們可以更加快速、準確的對該對象進行分析。目前，三維數字技術已經被廣泛應用于建筑工程、流體力學、醫療事業、文物研究、影視作品等相關領域中。
在文物博物館管理工作中，三維數字化技術與二維技術相比有著以下幾個明顯優勢：
（1）采集數據信息方式為非接觸式，避免了文物遭到接觸破壞，而且保證工作人員的安全，而且搜集速度快，不受時間限制等;
（2）真實性強。目前的三維數字技術都是基于人體生理特征開發的，觀眾通過特制的3D眼鏡、頭盔和手套等可以和虛擬環境接觸，擁有真實的感覺，這對提高參觀者的興趣是有很大促進作用的[1]。
2.文物博物館管理中三維數字技術的應用分析
文物是人類歷史發展的文化遺產，是博物館得以存在的物質基礎。博物館一方面需要將文物展示給參觀者，這也是博物館的主要任務之一;另一方面需要對文物進行妥善保管和維護。但過多的展示必將不利于文物的保護。這看似矛盾的兩個任務可以借助三維數字技術得以有效調和。
2.1文物的保護和修復
博物館中文物種類頗多，而各類文物的保護和收藏手段必然不同。結合大量實例，導致文物損毀的因素主要為兩類：1.自然因素。包括光線強度、空氣濕度等;2.人為因素。在對文物進行陳列、移動、修復時的接觸破壞[2]。
三維數字技術在文物保護和修復中可以發揮明顯優勢，例如通過資料調查和數據收集，模擬復原文物面貌，以及進行相關實驗等。其具體方法是利用計算機對文物破損部分建立模型，在虛擬環境下進行修復試驗，而計算機會根據修復手段的不同顯示出不同的修復效果，最終找到最佳修復路徑。這樣就有效避免了修復的一次性問題。三維數字技術可以快速而無破壞的獲取有用信息，通過立體掃面可以將文物的凹凸部分完美感應，這給以后的復制文物工作帶來巨大便利[3]。
2.2收藏管理
目前，博物館主要是將文物的種類、遺址、年代作為收藏管理的標準，而且作為靜態資料展示給參觀者。而通過利用三維數字技術建立起的數據庫對提高文物的收藏管理水平有著巨大的優勢，主要體現在以下幾方面。
（1）檢索信息更簡單和全面。
根據統計，超過80%的參觀者屬于業余愛好者，繁瑣的檢索信息和流程會大大降低他們的參觀熱情，所以檢索信息應該盡可能的直觀明了，能用圖畫說明的就不用文字。例如在我國內蒙古博物館中將三維數字數據庫融入到檢索系統中，參觀者可以點擊鼠標進入界面，會出現想要查詢的文物名字和年代，如果沒有可以直接跳過，接著進入本博物館所收藏的所有文物目錄，包括名稱和年代。點擊之后便可以進入立體觀看文物面貌，旁邊配以簡單的文字說明。
（2）數據采集高效準確。
圖像的立體展示需要數據采集為技術支持的。三維數字技術在信息采集上具有高效準確的優點。激光掃面具有時間和空間上的連貫性，而且精度可達到微米級別，掃描速度也非常快，對于較為復雜的文物，掃描工作也就需要30分鐘左右。之后的文物顏色可利用專業的涂色軟件進行處理[4]。
2.3應用于陳列展覽
目前，利用三維數字技術的“虛擬展覽”已經成為博物館陳列展覽的發展趨勢。該類技術可以極大的豐富博物館的展品
類型，例如可以將其他博物館的珍貴文物掃描信息拷貝后在本博物館展出，使很多參觀者可以足不出戶便能看到真實的文物面貌。這對提高博物館的吸引力，更好發揮其作用有著極大的促進作用。
隨著三維數字技術應用的普及，其應用成本必將大幅降低，這對文物博物館來說無疑是一次提升管理水平，擴大影響力的絕佳機遇。現代博物館已經不僅僅是珍貴文物的收藏、展示和研究場所，而且是面向全社會的教育和資料存儲機構。三維數字技術可以促進文物博物館之間的交流，提高博物館在社會中所扮演的角色地位，使公眾在驚喜和歡樂中學到知識。在博物館的陳列展覽中，三維數字技術已經是必然的發展趨勢。
3.結語
三維數字技術作為一種虛擬技術，在文物保護和修復、博物館的收藏管理及陳列展覽中有著明顯的優勢，從近幾年的3D電影熱潮便知道該技術的巨大影響力。隨著科技的發展，文物博物館也應積極將新的技術成果應用到日常管理中。相關管理部門也應對相關技術人才的引進給予足夠認識。
[參考文獻]
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關鍵詞：三維數字；地形圖；測繪技術
1. 引言
隨著數字地形圖的廣泛應用，為了便于進行空間方面的量測和分析，人們對它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，為此，在借鑒二維數字地形圖和數字地面（或高程）模型優點的基礎上，克服二維數字地形圖在空間表示和應用方面的不足，提出了測繪三維數字地形圖的想法。
為此，本論文主要對三維數字地形圖的測繪技術展開分析探討，以期從中找到可靠有效可行的數字地圖測繪技術，并以此和廣大同行分享。
2. 三維數字地形圖的地形數據及表達方法分析
地形數據即為表現地勢走向的地貌數據，包括平面位置和高程數據兩種信息，這兩種信息目前主要通過野外測量、航空航天遙感影像和現有地形圖數字化三種方式獲得。航空攝影測量一直是地形圖測繪和更新的有效手段，其所獲取的影像數據是高精度大范圍的DEM生產最有價值的數據源。另外，近年來出現的干涉雷達、激光掃描儀等新型傳感器數據被認為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數據來源。通過全站儀、全球定位系統(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數據，同時也是對航空攝影測量和地形圖數字化的一種補充。實際工作中，具體采用何種數據源和相應得生產工藝，一方面取決于數據的可獲取性，另一方面也取決于應用的目的和對數據的要求，包括DEM的分辨率、數據精度、數據量大小和技術條件等。
三維數字地形圖是用規則格網和高程注記點來表達地形地貌的。為了不影響地圖符號表達地物和地形，采用分布規則的格網式DEM較為妥當。格網的大小一方面取決于相應地形圖的分辨率，一般說來，地形圖的比例尺越大，對地物和地形表達的精度就越高即越精細，則格網就越小；另一方面取決于制圖區域地形的復雜程度，一般說來地形越復雜或越破碎，為了表達地形時不失真，格網就應越小。在一幅地形圖上，考慮到在實際中，有的地方地形比較復雜，而另一些地方則比較簡單，可用四叉樹結構來表達格網，即用大格網來表達簡單的地形，而用小格網表達復雜的地形，即采用橫向的多分辨率技術表達地形。構建三維數字地形圖時，必須確保DEM與線劃地形圖是同一個空間參考框架下的；編制地形圖時，可將DEM格網點放在一個單獨的圖層上，這樣可根據需要打開或關閉它。高程注記點反映地面上坡度變化處的高程。
3. 三維數字地形圖測繪技術應用探討
3.1 三維地形數據的采集
三維地形數據采集包括兩個階段，一是：外業采集，主要是利用全站儀采集地形點的三維空間數據（包括平面坐標及高程）。由于受通視條件、勞動強度等因素的影響，只能采集地形特征點的三維空間數據，地形特征點一般是指山谷點、山脊點、洼地、山腳點、山頂等等。由于這些特征點的密度不夠和分布不均勻。這樣在對有些地區的地表高低起伏就很難精確的表示。二是：內業加密，就是將外業采集的數據，通過內插的方法對特征點的密度和分布進行有效處理，獲得分布均勻，密度適當的地形點及高程，使其更能詳細的反映地勢的走向。
在利用全站儀野外獲取三維地物數據測量時，地物底部特征點數據的獲取是比較容易的，難點在于怎樣獲取地物頂部特征點數據。以建筑物為例進行說明，其頂部特征點的數據可以通過測量其相應的底部特征點的平面位置和高程，然后量測其高度的方法獲取，也可以放置棱鏡到頂部特征點上直接測量的方法獲取，還可以用無棱鏡測量進行建筑物頂部特征點的方法獲取。其中，無棱鏡測量對于沒有反射的物體不能進行測量，因此在建筑物比較密集的城鎮地區，用無棱鏡測量會嚴重受到通視條件和反射條件的制約，使的測繪工作量大，效率低，有些建筑物的頂部特征點甚至是采集不到的，對深巷的建筑物底部特征點也很難采集到。當然，還可以在建筑物頂部進行數據采集，此方法也存在通視條件的限制，還有很高的危險性，因此對于大區域測繪是不現實的。
3.2 三維數字地形圖的測繪
實際地面通常不是光滑和均勻變化的，因此在采集的時候會產生斷裂線問。對于植被茂密、樹林覆蓋地區，數字攝影測量采集時無法切到地面，這樣就不能準確的反映植被覆蓋區的實際地面趨勢，為了使其精度能夠滿足要求，可以在這些地區采集散點方式進行測量，以便能真正的切到地面的地方進行數據采集。在必要的時候還需要進行野外測量的方式進行補測才能達到精度的要求。具體面向三維地形數據的采集測繪，可以按照如下步驟進行：
(1) 定向建模
定向建模之精度是影響整個產品精度的關鍵。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立體像對進行手工或自動內定向、相對定向核線重采樣絕對定向裁切核線影像立體模型建成。
(2) 數字高程模型DEM
DEM、DOM可由單模型獲取，也可由批處理直接生成。創建DEM及鑲嵌工作流程：先進行影像相關創建像方DEM像方DEM編輯創建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。
創建像方DEM前，要先對每個像對中的特征點（峰頂、谷底、鞍部及地形突變點）和特征線（山脊線、山谷線、地區突變區線、面狀地物的范圍線等）進行量測。量測特征點和線的目的是獲取像方DEM相關的初值，對像方DEM進行編輯。
(3) 數字正射影像DOM
每個像對的物方DEM編輯后即可創建正射影像，并進行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創建每個像對的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，選擇鑲嵌線對黑白正射影像進行鑲嵌即生成黑白DOM產品。
(4) 數字線劃測圖
在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM產品，可直接進入向量測圖模塊進行測圖。在向量測圖模塊中，圖廓及內外整飾自動生成，已測向量能夠實時顯示（放大、縮小、編輯等）和映射至立體，具有聯機編輯、實時符號化功能，利用測圖模塊提供的這些工具可以很方便地進行測圖和編輯，實現測圖、編輯一體化。
3.3 三維數字地形圖測繪的誤差分析
(1) 全數字攝影測量的精度和模擬攝影測量、解析攝影測量相比一定有所不同，如:光束法區域網加密與獨立模型法區域網加密的精度差異，全數字攝影測量系統沒有機械傳動誤差、圖紙套合與清繪誤差、展點誤差、主距安置誤差、讀數誤差等等，出現了影像匹配誤差等。
(2) 圖上的地物點的點位中誤差主要來源于：像控點點位中誤差、房檐改正誤差、加密點點位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。
(3) 航測成圖高程中誤差的主要來源于：控點高程中誤差、加密點點位中誤差、相對校正中誤差、定向中誤差和測繪動態中誤差等。
4. 結語
本文從三維數字地形圖的相關概念、數據采集的方法和三維數字地形圖的繪制三個方面進行了研究，對于三維數字地形圖測繪技術的實際應用具有一定的借鑒和指導意義，因而是值得推廣的，另一方面，三維數字地形圖數據的采集與測繪，還有很多的技術細節問題需要深入探討，這有待于廣大技術工作人員的共同努力，才能夠最終實現三維數字地形圖的測繪與普及應用。
參考文獻：
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[3] 王繼周,李成名等.城市三維數據獲取技術發展探討[J].測繪科學,2004,29(4):71-73.
學術研究
(1)建立新國家地理格網服務地理國情監測初探 狄琳
(3)遠離大陸海島的高程傳遞 柯寶貴 章傳銀 張利明
(5)玉樹地震對周圍衛星定位連續運行站的影響分析 李凱鋒 歐陽永忠 陸秀平 任來平
(9)基于eros-b影像更新礦區大比例尺地形圖的方法與精度評價 陳國良 汪云甲 田豐
(12)基于lidar和航空影像的三維建模方法探討 馮梅
(15)基于無人機低空遙感系統的快速處理技術研究 尹杰 楊魁
(18)等效法收斂計變形監測 楊浩
(22)基于橢球面大尺度表達地表對象方法研究 楊永崇 競霞
(26)gis軟件自動化測試方法的研究與實踐 曾波
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(28)拓普康全站儀車模亮相首屆全國測繪地理信息技術裝備展覽會 無
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(29)基于jscors層析連云港沿海水汽的三維特征分析 董春來 王香蘭 蔣廷臣 周立
(33)基于橢球膨脹法實現獨立坐標系統的建立 于亞杰 趙英志 張月華
(37)困難復雜地區輸電防雷線塔數據機載lidar三維掃描獲取 阮羚 周平 姚堯
(40)基于點云數據的文物精細建模 孟志義 錢林
(44)利用改進的fcm方法分割高分辨率遙感影像 田慧 周紹光
(47)無砟軌道cp ⅲ平面控制網測量精度影響因素分析 譙生有 聞道榮
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(58)mapinfo二次開發在坐標轉換中的應用 李東 毛之琳
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(63)“則泰杯”全國第四屆大學生測繪科技論文競賽評選揭曉 無
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關鍵詞：地理信息系統，校園導航，三維導航模塊，SuperMapObjects
人類80%的信息與地理信息有關，而地理信息系統（簡稱GIS）是由計算機硬件、軟件、地理空間數據和管理人員共同組成的，利用電子計算機以及其外部設備，采集、存儲、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地球有關的空間信息系統[1,2]。GIS在各個信息服務領域的深入廣泛應用將是不可阻擋的趨勢，GIS校園導航系統是GIS在校園信息服務中的典型應用。校園導航系統中三維導航模塊能為用戶提供信息量豐富的、情景逼真的三維校園場景，使用戶足不出戶就可以瀏覽校園，這將是校園導航系統的發展難點與方向[3]。
1SuperMapObjects控件概述[4]
SuperMap Objects是一個開放的組件式地理信息系統（GIS）軟件開發平臺,是由中國科學院地理信息產業發展中心和北京超圖地理信息技術有限公司自主研發的大型GIS開發平臺，是全組件式地理信息系統軟件，共有8個ActiveX控件。這些控件中封裝了地理信息系統全方位的功能,以控件的接口方式提供，可以通過VB、VC++、Delphi、C++等開發語言進行二次開發。SuperMap Objects功能強大，對象和接口數量多，可以滿足各種GIS應用需求。
2三維導航模塊設計
本文所提三維導航模塊為中國礦業大學校園導航系統的三維模塊，其實現了中國礦業大學校園的三維導航功能。
2.1 模塊開發環境與開發平臺
該三維導航模塊的開發是利用SuperMap公司的SuperMap Objects 6.0組件在Visual Studio 2008開發平臺上應用Visual Basic.NET語言進行開發的。
2.2 數據需求與數據準備
本模塊中涉及到的數據包括空間數據、屬性數據和紋理貼圖數據。
空間數據是將已有的校園電子地圖在SuperMap Deskpro 6.0中進行數字化處理，并存儲為圖層數據。屬性數據是對各地理對象的實體屬性數據，主要包括教學樓、宿舍樓、辦公樓以及其他公共設施等。特別提及的是，根據在SuperMap Deskpro 6.0中進行校園三維建模過程中的數據需求，屬性數據還應包括各建筑物及設施的基本面高度（Base）數據和其相對基本面的高程（Top）數據。紋理貼圖數據通過數碼相機對建筑物和設施進行拍照，并在圖像處理軟件（如Photoshop）中進行必要的處理，使貼圖效果更加逼真。科技論文。同時，將紋理圖片的文件名作為屬性數據存儲到與之對應的建筑物或設施的屬性數據集中，以便后續的三維紋理貼圖。
2.3 三維導航模塊的功能設計
根據以上對三維導航模塊的需求分析，用戶使用該三維導航模塊主要是為了對校園環境有個更為直觀和真實的了解，并期望得到一定的導航服務。據此，三維發導航模塊除了提供基本的三維地圖操作外，主要的功能就是較真實的構造和顯示校園三維模型，以及提供相關導航服務。具體功能設計如圖1所示。科技論文。
圖1 三維導航模塊的功能設計
3三維導航模塊的實現[5]
3.1 三維模型的建立
三維模型的建立在SuperMap Deskpro 6.0中進行。科技論文。三維模型的建立是利用SuperMap Deskpro 6.0提供的“三維建模”功能，通過選擇圖層并設置圖層的三維基本面（Base）數據字段和高程（Top）數據字段來實現的。將建立好的三維模型存儲為三維場景。
3.2 三維模型的紋理貼圖與顯示
根據已準備的紋理數據和屬性數據集中的貼圖字段，通過將Super3D控件的Texture屬性設為該字段來進行三維紋理貼圖。
通過Super3D.Connect()方法將Super3D控件和工作空間控件SuperWorkspace進行連接，讀取工作空間中已打開的三維場景，并通過調用Super3D.Refresh()方法來顯示校園三維場景。
3.3 基本三維地圖操作
三維地圖基本操作通過設置Super3D.Action屬性來完成。例如，放大和漫游的關鍵代碼為：
axSuper3D1.Action = sca3DZoomIn '放大
axSuper3D1.Action = sca3DPan '漫游
其他操作與之相類似。
3.4 三維導航功能
本三維導航模塊提供了二維與三維之間的互動導航功能，即二維校園平面圖與三維校園場景同步導航顯示。
用戶可以在二維平面圖上進行兩點或多點間的最佳路徑分析，通過二維和三維的實時互動顯示進行路徑導航。二維和三維的互動顯示實現如下：1.獲取路徑分析得到的最佳路徑并作為飛行路徑賦值給Super3D.RouteFly()方法；2.在每個飛行幀處獲取當前視點（Camera）的三維坐標并將其轉換成平面坐標，通過SuperMap控件的TrackingLayer.AddEvent()方法繪制在二維平面圖上。這樣就實現了二維和三維的互動顯示。圖2為三維導航效果。
圖2 三維路徑導航
4結束語
將GIS技術應用與校園導航系統，是高校管理自動化、信息化、科學化的一種趨勢[6],同時，三維化的校園導航系統將是今后一段時間內的發展動向和熱點。本文所提三維導航模塊只是三維化的校園導航系統的初步嘗試，設計思想和功能實現還不完善。若能加入對建筑物內部的建模和顯示，并利用網絡地理信息系統平臺（WebGIS）構建B/S結構，將實現校園導航系統更廣范圍的影響和應用。
參考文獻：
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［4］ 北京超圖.SuperMapObjects開發教程［R］.北京:北京超圖地理信息技術有限公司，2006.
［5］ 北京超圖.SuperMapObjects 6聯機幫助［R］.北京:北京超圖地理信息技術有限公司，2006.
［6］ 文廣超，語永強，等.河南理工大學校園導航系統的設計與實現［J］.測繪信息工程,2008,2:38-40.
[關鍵詞]數字化時代；數字影像技術；影視藝術設計；人才水準
電影和電視藝術都屬于動態媒體藝術。電影和電視藝術作品在拍攝、編輯、合成、三維特技等方面，使用數字藝術設計和制作的手段上來說是可以相提并論。所不同的是：在國內上世紀90年代以前，電影藝術作品是在電影院通過電影放影機在銀幕上進行播放，電視藝術作品是通過有線網絡在電視機屏幕上進行播放，各自傳媒載體的形式不一樣。由于科學技術的發展，計算機和網絡信息技術不斷成熟，電影藝術作品能夠在電子錄放設備和計算機上運用數字影像技術轉換成電視網絡、Inter網絡、移動網絡等載體上進行播放的數字影視格式，其通過有線或無線綱絡傳輸到電視機、計算機、手機等屏幕上進行播放，這是數字化時代使電影和電視在傳媒載體上共享兼容的偉大創舉。如今電視機、計算機、手機屏幕上播放影視藝術作品的現象，已經是人們習以為常的一種視覺享受。這種電影與電視共享傳媒載體現象的基本原理也是具有一定數碼知識人士的常識了。
影視藝術發展到今天，如此燦爛輝煌的業績是依賴科學技術與影視不斷交融匯聚的成果。隨著計算機視頻合成制作設計、非線性編輯系統、MD音頻制作系統、數字三維特技設計、數字化智能化攝像機、編輯機、電腦燈控系統等先進的數字影視制作設備和數字影像藝術設計技術的問世，改變了影視藝術傳統的制作模式,形成影視藝術與數字技術相結合的數字影視藝術。數字影視藝術所依賴的技術主要是計算機圖像生成技術，即CGI技術(Computer-Generated Images)，計算機成圖像技術可以用來創造在實際拍攝中無法創造或難以實現的影像。比如：數字影視藝術發展史上記載，盧卡斯創立的美國光幻公司在世界上最早運用了數字影視技術，1991年推出的《終結者2》是具有早期數字影視藝術意義的一部作品。針對數字影視技術的效果問題，美國數字影視技術專家科林?布朗指出：“有兩種特技效果存在，一種是展現在你面前的，可見的特技效果，產生震撼驚叫的效果，這就是《侏羅紀公園》的恐龍和《異形》的外星人等等。”其實這一類可見的電影特技效果屬于純數字電影，是通過計算機生成影視三維動畫，對影片的內容進行造型設計，創造出一種“虛擬現實”。這種亦真亦幻的三維空間，更多適用于科幻、魔幻、神話、動物等題材。這樣的三維動畫影視，“拍電影”的說法已不能成立，確切的說，是通過計算機工作站“做電影”。 科林?布朗又指出：“還有一種是不可見的、隱性的特技效果，為影片增加許多敘事成分”。那么，這一類看不見的電影特技效果適用面更廣，在各種常規題材中都有用武之地。比如：在《阿甘正傳》中，由1000名群眾演員出演的反越戰示威場面，被復制成有5萬人參加的浩大規模。又如：1997年獲得美國奧斯卡11項大獎的史詩巨片《泰坦尼克號》，以令人難以置信的電影數字特技再現了70年前的海上災難，標志著數字電影時代的來臨。雖然該電影仍然借助了膠片實拍、縮微模型制作和傳統電影特技等手段，但《泰坦尼克號》以其令人震撼的數字視覺特技再塑了冰海沉船的歷史鏡頭，堪稱數字電影的里程碑。這種產生震撼的數字視覺特技效果歸功于計算機圖形圖像學的仿真造型技術和數字影視藝術設計的優秀人才。
數字影視藝術是屬于典型的交叉學科，這就要求數字影視藝術設計人才必需具備計算機科學知識和人文社會科學知識。影視藝術在影片制作中使用數字設備、數字圖象造型技術和工業設計、數字影視藝術設計、信息設計有著密切的關系。再說，數字影視藝術設計是基于數字影視媒體，是視覺藝術、設計學、計算機圖形圖像學和數字媒體技術相互交叉的一門藝術。數字影視藝術設計的核心是影視藝術和計算機科學與技術的結合，所以培養數字影視藝術設計人才的重點是如何掌握數字影視藝術的創作工具，比如：Combustion、Adobe Premiere、Adobe After Effect、Macromedia Flash、Discreet、3ds max、Alias Maya、Avid Softimage xsi、Animo、Toonz、Axa、USAnimation、Lightwave等影視、動畫、三維設計和編輯軟件。數字影視藝術設計人才的專業培養目標，應該根據人們的需求和藝術設計規律來創作和表現具有視覺美感的數字影視藝術作品和數字影視商業服務類的創意產品，并基于數字影視藝術的發展來延伸和發展人類的藝術創造力和想像力。
我國數字影視藝術設計業發展的歷史已有20年之久，早期數字影視特技制作軟件主要應用于電視廣告、MTV、電視片頭等方面。在上世紀90年代初三維動畫制作開始成為數字影視廣告制作的新手段，可是數字影視藝術設計的設備性能較低，許多數字影視藝術設計公司的制作水平一般，技術水平和設備都比較落后，再說數字影視藝術設計人員在英語和計算機水平方面存在不足，阻礙了數字影視藝術設計業的發展，當時數字影視藝術設計業舉步艱難。那時一些電影和美術學院也開設了計算機課程和多媒體制作中心,但與三維動畫和影視制作對軟件水平的要求還有很大的距離，人才培養系統與數字影視藝術設計業的人才需求有脫節的現象。隨著科學技術的發展，如今計算機等數字影視設備性能迅速提高，數字影視藝術設計人才不斷涌出，數字影視藝術設計業的發展日新月異。
數字影視藝術設計人才是隨著數字化時代影視藝術的發展而不斷涌現。目前，數字影視藝術作品劃分為四個類型：含有“數轉膠”計算機特效的影視大片、純數字影視作品（包括3D動畫片）、數字化制作的Inter網影視作品、個人化制作的DV和手機攝像作品。可以說這四類影視藝術作品在編輯和制作過程中進行數字特技效果的設計和加工是不可缺少手段，數字影視藝術設計人才顯得特別重要。現在個人計算機的處理器、內存、顯示器等性能越來越強。數字攝影機、數字攝像機、個人DV機的性能和質量在不斷的提高，這三種影視攝錄設備之間的功能越來越接近，影像分辨率的差距在縮小。個人數字音樂MID系統等這些數字影視設備價格越來越便宜。這三種數字影視制作硬件條件成熟的情況下，如果個人具有一定的文學藝術水平，有獨特的影視藝術的創意題材，掌握了數字影視藝術設計的技能，都可以在自己的PC機上制作數字視頻和數字音樂，所以個人數字影視創作作品的不斷問世已經不足為奇了。這樣一來，就突破了制作影視節目企業化、集體化的陳規，從前拍攝到剪輯合成的過程，現在全部可以由創作者一個人獨立完成，揭開了DIY影像文化的新紀元。一小批從高校數字影視藝術設計專業畢業的人才和社會自學成才的敬業人士，他們已經具備數字影視藝術的創作素質，這一批新型人才只需添加些數字影視的制作設備就可以開展各種為社會服務的數字影視藝術設計的經營活動。比如：影視后期合成設計、影視廣告傳媒設計、影樓MTV制作設計、影視動漫制作設計、電視節目包裝設計、網絡數字影視制作設計、網絡游戲制作設計等影視藝術設計業。這些社會文化創意產業和數字藝術產業的繁榮和發展，今后必然成為我國經濟增長的熱點。社會需要數字影視藝術設計人才，這一點已經引起我國高校藝術設計教育的高度重視。
[參考文獻]
