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地理信息系统三维建模及可视化技术研究

作　者: 戴红毅
导　师: 张修如
学　校: 中南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 空间分析 不规则三角网 可视性分析
分类号: TP399
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 594次
引　用: 10次
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内容摘要


长期以来，地理信息系统(GIS)都是局限于二维表达，二维GIS存在着自身难以克服的缺陷，它只能处理平面X、Y轴上的信息，不能处理Z轴方向上的信息。二维GIS本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的真实感受。随着应用的深入，迫切要求三维GIS。与二维GIS相比，三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术给用户展现地理空间现象。因此，对地理信息三维可视化系统的研究具有很高的研究价值。 论文就地理信息三维可视化系统的三维建模、空间分析和可视化等相关内容进行了研究。三维建模就是通过大量的离散数据点构造三维立体表面，并采用一定的数据结构保存数据点信息和点与点之间的关系。论文研究了离散点构造不规则三角网的过程，并对经典的构造Delaunay三角网算法进行了改进，改进后的算法具有较好的运行效果。为了实现三维场景的实时显示，论文重点分析了复杂地形模型的简化和多分辨率表示，并提出了一种视相关动态多分辨率地形模型及其相关算法。空间分析是地理信息系统的的主要特征，也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一，就此论文进行了基本地形因子分析、可视性分析、等高线分析和洪水淹没分析。论文最后讨论了空间数据可视化的过程，研究了消隐、光照、纹理映射和动画等技术，从而生成三维真实感图形。三维空间数据可视化能为管理和决策提供更加直接和真实的目标和研究对象。论文所做的研究工作对地理信息三维可视化系统的实现有一定的价值。

全文目录


第一章 绪论  8-17
  1.1 地理信息系统的发展  8-11
  1.2 地理信息三维可视化系统的发展  11-13
  1.3 地理信息三维可视化系统的研究意义  13
  1.4 地理信息三维可视化系统的应用现状  13-15
  1.5 论文所做工作和论文结构  15-17
第二章 地理信息系统的三维数学建模  17-33
  2.1 三维GIS空间数据模型及其研究进展  17
  2.2 数字高程模型  17-19
    2.2.1 数字地面模型(DTM)  17-18
    2.2.2 数字高程模型(DEM)  18-19
  2.3 数字高程模型表面建模  19-22
    2.3.1 概述  19
    2.3.2 建立DEM表面的各种方法  19-22
  2.4 DEM的主要表示模型  22-24
    2.4.1 规则格网(GRID)模型  22-23
    2.4.2 不规则三角网(TIN)模型  23-24
  2.5 不规则三角网(TIN)的生成  24-33
    2.5.1 不规则三角网概述  24
    2.5.2 狄洛尼(Delaunay)三角网的定义与特性  24-25
    2.5.3 Delaunay三角网生成算法  25-33
第三章 地形模型的简化及多分辨率表示  33-48
  3.1 复杂模型简化概述  33-36
    3.1.1 模型简化技术的重要性  33-34
    3.1.2 模型简化方法的分类  34-36
  3.2 三角形格网的实时连续多分辨率表示  36-40
    3.2.1 基本定义  36
    3.2.2 三种变换操作  36-38
    3.2.3 重要度的定义  38-39
    3.2.4 算法基本思想及实现  39-40
  3.3 多分辨率地形模型  40-43
    3.3.1 基于三角形剖分的层次模型  40-41
    3.3.2 基于树数据结构的模型  41-43
  3.4 基于视点的动态多分辨率地形模型  43-48
    3.4.1 多分辨率地形表示  43
    3.4.2 四叉树多分辨率地形结构  43-45
    3.4.3 动态地形简化  45-46
    3.4.4 结点评价函数  46-48
第四章 地理信息系统的三维空间分析  48-58
  4.1 基本地形因子分析  48-50
  4.2 可视性分析  50-52
  4.3 基于三角网等高线的提取  52-54
    4.3.1 三角网内插  52-53
    4.3.2 等高线追踪  53-54
  4.4 洪水淹没分析  54-58
第五章 地理信息系统的三维可视化技术  58-67
  5.1 概述  58
  5.2 OPENGL简介  58-60
  5.3 地理信息系统的三维可视化  60-67
第六章 结论与展望  67-68
参考文献  68-72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 在其他方面的应用
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