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小浪底水利枢纽三维可视化研究与实现

作　者: 黄嫚
导　师: 杨志强
学　校: 长安大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 三维地理信息系统 DEM TIN Grid 三维建模 OpenGL
分类号: TV61
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 122次
引　用: 2次
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内容摘要


随着计算机技术的飞速发展,全球化、网络化和知识经济蓬勃发展新世纪的到来,地理信息系统(GIS)技术日新月异。目前二维GIS技术较为成熟,已经深入到社会的各行各业中,但其局限显而易见,三维GIS突破了二维GIS空间信息在二维平面中单调展示的束缚,为信息判读和空间分析提供了更好途径,已经进入了研究和应用的新阶段,同时,将为各行业提供更直观的辅助决策支持。本文依据三维GIS相关理论与技术,主要针对水利枢纽工程,以安全监测为主体,提出并建立基于三维GIS可视化小浪底水利枢纽安全监测与分析系统。主要研究工作和成果如下：收集阅览众多水利枢纽三维可视化与安全监测相关论文与资料,对于水利部门进行需求分析,制定出一整套合理的方案并结合实际情况进行细化。综合比较各种数据源采集方法的优缺点,确立出合理的数据采集方案。分析了国内外主流三维GIS软件平台各自优缺点,结合小浪底水利枢纽区域特点,确定出合理平台,在直观逼真的三维效果下达到安全监测和辅助决策的目的。依据三维GIS可视化理论,拟定三维水利枢纽技术路线,采用合理方法,处理高精度地形数据和影像数据,完成地形三维建模,并对其进行坡面分析、坡度坡向分析、可视性分析等。同时,对枢纽、办公区、生活区约300余建筑进行精细建模,将其按实际比例和位置放置,添加花草树木路灯等景观,以完成小浪底水利枢纽整个场景三维建模。最后,在建立好的小浪底水利枢纽三维场景中,可采取主动与被动方式对其进行无缝漫游。同时,为了更好地实现大坝安全监测,尝试设计了若干内观仪器三维模型,建立数据库,以所见即所得的方式为工作人员提供参考。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 三维GIS发展历程与趋势  10-12
  1.3 国内外三维GIS软件比较  12-16
    1.3.1 国外三维GIS软件  12-14
    1.3.2 国内三维GIS软件  14-16
  1.4 技术路线  16-17
  1.5 本文研究内容  17-18
第二章 三维GIS相关理论和技术  18-33
  2.1 三维空间数据模型  18-22
    2.1.1 面模型  18-20
    2.1.2 体模型  20-21
    2.1.3 混合构模  21-22
  2.2 空间数据库存储技术  22-26
    2.2.1 空间数据库(SDBMS)发展历程  22-23
    2.2.2 空间数据库引擎ArcSDE  23-25
    2.2.3 ArcSDE索引  25-26
  2.3 3DGIS可视化技术  26-33
    2.3.1 三维图形库比较  26-29
    2.3.2 视窗裁剪  29-30
    2.3.3 消隐处理  30-31
    2.3.4 LOD细节层次技术  31-33
第三章 小浪底水利枢纽三维可视化设计与实现  33-60
  3.1 数据采集  34-40
    3.1.1 DEM数据采集  34-36
    3.1.2 遥感影像数据采集  36-38
    3.1.3 纹理数据采集与编辑  38-40
  3.2 地形三维建模  40-50
    3.2.1 高程数据格式纠错与转化  41-43
    3.2.2 地图投影  43-46
    3.2.3 img格式文件输出  46-48
    3.2.4 Skyline三维地形建模  48-50
  3.3 地物三维建模  50-54
    3.3.1 Skyline三维建模  50-52
    3.3.2 3DS Max三维建模  52-54
  3.4 地物三维模型叠加  54-55
  3.5 仪器模型设计与放置  55-57
  3.6 漫游动画  57-58
  3.7 误差分析  58-60
    3.7.1 三维GIS中主要误差源  58-59
    3.7.2 数据质量控制  59-60
第四章 小浪底水利枢纽三维空间分析  60-71
  4.1 空间查询  60-61
    4.1.1 属性数据与空间数据的连接  60
    4.1.2 信息查询  60-61
  4.2 几何量算  61-64
    4.2.1 长度计算  61-63
    4.2.2 面积计算  63-64
  4.3 剖面分析与绘制  64-65
  4.4 坡度坡向分析  65-66
  4.5 路径分析  66-67
  4.6 可视性分析  67-68
  4.7 缓冲区分析  68-71
    4.7.1 缓冲区类型  69
    4.7.2 缓冲因素和分析模型  69-71
结论与展望  71-73
参考文献  73-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利枢纽、水工建筑物 > 水利枢纽工程
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