基于VRML的虚拟地理场景建模方法的研究

论文摘要

三维模型是虚拟地理场景的基本要素,三维建模技术的研究一直伴随虚拟地理场景可视化技术发展的整个过程。本文基于VRML语言对虚拟地理场景建模的理论和方法作较深入的研究和探讨,并对几种不同的空间数据模型的构建分别进行研究。(1)本文利用VRML作为开发语言,进行地形建模研究。分别以DEM的两种组织方式GRID和TIN进行三维地形模型的建立。对地形纹理映射方法进行了研究,并提出了基于VRML的地形数据简化算法。(2)对建筑物的CSG建模方法进行了探讨。利用VRML语言实现了建筑物CSG建模,并提出了建筑物模型纹理映射合理有效的方法。(3)基于VRML语言实现了Billboard、十字交叉法和L系统的三维树木建模。Billboard、十字交叉法适用于大规模场景树木的显示,并可以提高显示速度。L系统树木模型逼真、自然。文章最后对所研究的工作进行了总结,并提出了进一步研究的内容。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 本课题相关技术
• 1.2.1 地理信息系统
• 1.2.2 虚拟现实技术
• 1.2.3 虚拟现实地理信息系统
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 2 虚拟地理场景可视化建模
• 2.1 虚拟地理场景的空间数据
• 2.1.1 三维空间数据
• 2.1.2 空间数据模型
• 2.1.3 空间数据获取方式
• 2.2 虚拟地理场景模型构建方法
• 2.2.1 基于面表示的数据模型
• 2.2.2 基于体表示的数据模型
• 2.2.3 基于面和体集成的混合模型
• 2.3 虚拟地理场景模型的开发环境
• 2.3.1 虚拟现实建模语言（VRML）
• 2.3.2 VRML建模相关工具
• 3 虚拟地理场景模型数据的采集
• 3.1 地形数据的采集
• 3.1.1 地形数据的采集方法
• 3.1.2 地形数据的采集原则
• 3.2 地物数据的获取
• 3.2.1 建筑物模型的数据获取
• 3.2.2 树木模型纹理数据获取
• 4 虚拟地理场景的地形建模
• 4.1 三维地形模型
• 4.1.1 数字地面模型（DTM）
• 4.1.2 数字高程模型（DEM）
• 4.1.3 数字高程模型的组织方式
• 4.2 地形模型的构建
• 4.2.1 GRID模型
• 4.2.2 TIN模型
• 4.2.3 基于VRML的地形建模
• 4.3 地形模型的LOD表示
• 4.3.1 多分辨率地形表达
• 4.3.2 细节层次算法
• 4.3.3 细节层次的选择
• 4.3.4 基于VRML的LOD显示
• 4.4 地形模型图像纹理映射
• 5 虚拟地理场景中的三维地物建模
• 5.1 建筑物建模
• 5.1.1 建筑物CSG建模
• 5.1.2 基于VRML的建筑物模型
• 5.1.3 建筑物模型影像纹理映射
• 5.2 树木建模
• 5.2.1 基于分形L-系统方法
• 5.2.2 Billboard（广告板）法
• 5.2.3 Doubleboarding（十字交叉）法
• 6 结论与展望
• 6.1 论文结论
• 6.2 有待进一步研究和解决的问题
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A
• 附录 B