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基于MapInfo的电子地图道路搜索算法的研究和实现

作　者: 朱海鹏
导　师: 吕幼新; 姚国清
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 遗传算法 MapInfo 道路搜索三维显示
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要

在部队指挥控制系统中，辅助决策功能中一项很重要的工作就是进行道路信息的提取和优化计算。在信息技术没有融入到部队的作战中时，一般靠人力来进行此项工作，单纯靠人力来做这项工作，工作量比较大，并且不能完全考虑到各种因素，而随着信息技术的发展，为使用计算机等一些信息化装备进行道路搜索计算提供了可能，可以高效率且得到良好的搜索结果。本文对道路搜索技术的每个过程进行了探索。使用MapInfo进行道路信息的提取；以提取到的道路信息为基础以特定的格式对道路信息进行数据编码；对遗传算法的各个运算参数进行设置并作仿真计算；使用OpenGL进行道路信息的三维显示。本文主要工作包括：1对MapInfo和MapX的基本原理进行了介绍，包括MapInfo和MapX的空间数据拓扑关系、空间数据结构、模型结构以及主要技术特点等，并以MapInfo为基础进行道路信息的提取，然后使用数据结构对道路信息进行组织；2对遗传算法的基本原理进行了介绍，包括遗传算法的基本思想、遗传算法的特点、遗传算子的选择以及遗传运算过程等，然后对遗传算法的运算过程以及运算效率进行了仿真计算；3对OpenGL的基本原理进行了介绍，包括其颜色模型、纹理映射技术以及光照和材质模型等，对如何获取地形高度信息进行了分析，并对使用OpenGL对以MapInfo中的道路为基础使用遗传算法搜索到的道路进行了三维显示模拟。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 道路搜索技术发展概况  11-12
    1.2.1 国内发展概况  11
    1.2.2 国外发展概况  11-12
    1.2.3 路径搜索算法发展方向  12
  1.3 本文主要工作  12-14
第二章 MapInfo 主要原理及道路信息提取  14-21
  2.1 MapInfo 和其控件 MapX 的特点和模型结构分析  14-18
    2.1.1 MapInfo 空间数据的拓扑关系模型  14-16
    2.1.2 MapX 的空间数据结构分析  16
    2.1.3 MapX 的模型结构分析  16-17
    2.1.4 MapX 组件的主要技术特点  17-18
  2.2 道路信息提取以及组织  18-21
第三章遗传算法原理及搜索编码实现  21-34
  3.1 遗传算法总述  21-25
    3.1.1 遗传算法概要  21
    3.1.2 遗传算法的基本概念  21-23
    3.1.3 遗传算法的基本思想  23
    3.1.4 遗传算法的特点及应用  23-24
    3.1.5 基本遗传算法操作  24-25
  3.2 遗传算法的基本实现技术  25-30
    3.2.1 编码方法  25
    3.2.2 适应度函数  25-27
    3.2.3 选择运算  27-28
      3.2.3.1 轮盘赌选择算子  27-28
      3.2.3.2 最优保存选择算子  28
      3.2.3.3 排序选择算子  28
    3.2.4 交叉运算  28-29
    3.2.5 变异运算  29-30
  3.3 使用遗传算法编码进行道路搜索  30-34
    3.3.1 路径问题的遗传算法编码  30-31
    3.3.2 适应度函数的选取  31
    3.3.3 遗传算子设计  31
    3.3.4 种群初始化方法  31-32
    3.3.5 实验方法  32
    3.3.6 实验结果  32-34
第四章 OpenGL 原理及道路的三维显示  34-49
  4.1 OpenGL 概述及其基本原理  34-39
    4.1.1 OpenGL 概述  34-35
    4.1.2 OpenGL 在 Windows 下的工作原理  35-36
    4.1.3 OpenGL 用于三维场景表达  36-38
    4.1.4 三维场景和二维场景的融合  38-39
  4.2 真实感图形的显示  39-40
    4.2.1 OpenGL 的颜色模型  39-40
    4.2.2 OpenGL 的光照和材质  40
      4.2.2.1 OpenGL 的光照  40
      4.2.2.2 OpenGL 中的材质  40
  4.3 OpenGL 的纹理映射技术  40-45
    4.3.1 纹理图像的获取  41
    4.3.2 纹理坐标系  41
    4.3.3 OpenGL 纹理映射过程  41-45
      4.3.3.1 纹理的定义  41
      4.3.3.2 纹理控制  41-44
      4.3.3.3 指定纹理坐标  44
      4.3.3.4 纹理绑定  44-45
  4.4 混色与反走样技术  45-46
    4.4.1 OpenGL 混色  45
    4.4.2 OpenGL 反走样  45-46
  4.5 高度地形数据的获取及信息的三维显示  46-49
    4.5.1 概述  46
    4.5.2 SRTM 数据的下载和转换方法  46-47
    4.5.3 附属信息的三维显示  47-49
第五章系统设计与实现  49-55
  5.1 系统设计  49-53
    5.1.1 系统用例设计  49-51
    5.1.2 关键的程序设计  51-53
      5.1.2.1 道路拓扑数据结构  51-52
      5.1.2.2 关键算法  52-53
  5.2 系统实现效果  53-55
第六章结束语  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59
攻硕期间取得的研究成果  59-60

基于MapInfo的电子地图道路搜索算法的研究和实现

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