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基于数字高程模型三维公路选线设计

作　者: 秦苹
导　师: 高一凡
学　校: 长安大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 数字高程模型 OpenGL 型值点公路路线设计
分类号: U412.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
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内容摘要

目前,随着我国经济建设的飞速发展,国家逐年增加对交通领域的投资。我国的公路交通事业正以非常惊人的速度发展,公路里程总数已经跃居世界前列,公路里程的迅速增加使得对公路路线设计的质量和效率提出了更高的要求。基于数字高程模型的三维公路选线的设计就是为了进一步提高公路设计人员的设计效率而开发的。本系统首先从DXF数据地形文件中读取地形数据,设计存储数据高程模型的数据结构,根据获取的地形数据设计算法构建狄洛尼三角网,处理狄洛尼三角网中出现的平三角形,最终形成数字高程模型,采用OpenGL技术对数字高程模型进行渲染,形成具有真实感的地形。其次在形成的地面模型上进行公路选线设计,通过点击屏幕获取公路路线设计的型值点,采用三次参数样条算法依据型值点拟合出一条公路中心线,然后获取公路中心线的高程,并利用相应算法求得公路左右边线的值,完成公路路线三维模型的建立,绘制设计的公路,采用OpenGL技术对公路模型进行渲染,形成具有真实感的公路。最后采用OpenGL技术实现了公路路线的可视化,为公路设计人员提供形象化的视觉效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究背景和意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究概况  9-10
    1.2.2 国内研究情况  10-11
  1.3 论文研究主要内容  11-13
第二章与论文研究课题相关的知识和背景引导  13-22
  2.1 OpenGL技术简介  13-16
    2.1.1 OpenGL工作方式  13
    2.1.2 OpenGL的基本功能和操作  13-16
    2.1.3 OpenGL绘制过程  16
  2.2 数字高程模型的建立方法  16-22
    2.2.1 地形数据获取  16-17
    2.2.2 数字模型的几种表现形态  17-18
    2.2.3 基于三角形的表面建模  18
    2.2.4 离散点三角网(TIN)生成算法  18-20
    2.2.5 约束Delaunay三角网的构建算法  20-22
第三章建立数字高程模型  22-45
  3.1 原始地形数据分析  22-26
    3.1.1 DXF文件分析  22-26
  3.2 数字地面模型数据结构设计  26-31
    3.2.1 等高线数据点的存储结构  26-29
    3.2.2 三角形的存储结构  29-30
    3.2.3 三角形的边存储结构  30-31
  3.3 地形点数据预处理  31-33
  3.4 Delanunay三角网算法的实现  33-41
    3.4.1 Delanuay算法实现  33-36
    3.4.2 构网过程中空外接圆准则的应用  36-38
    3.4.3 平三角形的处理  38-41
  3.5 算法时间效率分析  41-42
  3.6 基于OpenGL三维真实地形感的生成  42-45
第四章公路选线CAD  45-56
  4.1 公路选线设计  45-52
    4.1.1 公路中心线型值点的获取  45-46
    4.1.2 三次参数样条曲线拟合公路中心线  46-49
    4.1.3 获取二维拟合曲线高程  49-52
  4.2 公路的生成  52-56
    4.2.1 获取公路左右边线值  52-56
第五章公路动态模拟效果的实现  56-61
  5.1 投影方式的确定  56-57
  5.2 OpenGL双缓存动画实现原理  57
  5.3 公路可视化实现  57-61
    5.3.1 OpenGL摄像机的设定  58-59
    5.3.2 视点的移动  59-61
结论  61-63
参考文献  63-65
致谢  65

基于数字高程模型三维公路选线设计

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