三维数字地形模型的建立与地形分析方法研究

摘要

数字地形模型、三维可视化及数字地形分析技术是地理信息系统、虚拟现实、数字摄影测量等领域的研究热点。这些技术已出现了很长时间,而随着近几年计算机技术的长足进步,它们也逐渐走向实用,有着广泛的应用前景。地形模型中包含有海量的数据,地形数据的实时、动态、交互处理及地形模型的动态显示对现阶段的计算机硬件来说还具有一点的挑战。现阶段主要是从模型着手,对其进行简化,从而取得较理想的结果。在当前数字地形模型及其可视化的研究成果基础之上,围绕地形三维可视化中数字地形模型的建立、三维真实感地形生成、地形简化、多细节表达以及地形分析等内容进行了不同程度的探讨与研究。所做的主要内容有:(1)对规则格网地形模型进行了研究,实现了基于格网模型地形的简化和多分辨率表达;(2)研究了数字地形模型中不规则三角网的生成算法;(3)基于OpenGL三维图形库及其工作原理,对三维真实感地形生成的基本过程,包括建模、空间变换、光照处理及纹理映射等内容进行了研究;(4)研究了基于规则格网地形模型的数字地形分析的一些基本内容。本文所做研究不够深入和全面,还有很多的内容值得去深入研究。随着相关技术的不断进步,数字地形模型数据的获取、可视化及数字地形分析方法必将得到不断发展。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文结构

2 三维数字地形模型

2.1 规则格网地形模型

2.1.1 概述

2.1.2 规则格网模型的生成

2.1.3 规则格网模型的简化

2.1.4 规则格网地形模型的细节层次模型

2.2 不规则三角网地形模型

2.2.1 概述

2.2.2 Delaunay 三角网

2.2.3 约束Delaunay 三角网

2.2.4 不规则三角网的多分辨率表示

2.2.5 逐点插入算法生成三角网

3 三维真实感地形的可视化

3.1 概述

3.2 OpenGL 三维图形开发库简介

3.3 OpenGL 的工作流程

3.3.1 模型的建立

3.3.2 模型变换

3.3.3 添加光照

3.3.4 添加纹理

3.4 三维地形可视化的实现

3.4.1 OpenGL 绘图环境的初始化

3.4.2 地形数据的读入

3.4.3 地形模型的绘制

3.4.4 三维地形光照效果的实现

3.4.5 地形表面纹理映射的实现

4 基于规则格网地形模型的数字地形分析

4.1 概述

4.2 数字地形分析方法研究

4.2.1 高程内插

4.2.2 地表距离计算及剖面图绘制

4.2.3 坡度坡向计算

4.3 数字地形分析功能的实现

4.3.1 高程查询

4.3.2 距离查询及剖面图绘制

4.3.3 坡度坡向查询

结论

参考文献

作者简历

学位论文数据集