4D一体化数字电子地图集关键技术研究与实现

论文摘要

电子地图具有对纸质地图的内容进行任意形式的要素方便组合、拼接成新地图的优势,可对电子地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。本文通过对甘肃省庆阳市巴家咀水库的地形地貌的实地考察,采用4D电子地图建设的理论与方法,提出了开发4D电子地图的基础模型,并完成了巴家咀水库4D电子地图。本文的研究成果对于研究当地的水文水貌、水流量、污染区域、泥沙量、水域范围等有着重要的实用价值。本文首先通过对水库及其周围的地理环境进行了数据的收集整理,其次分别解决技术方面的问题,分析了4D电子地图的分类对象的存储模型,及4D电子地图系统的框架研究,矢量实体对象的数据结构及坐标转换算法研究。本文对局部难点采用自底向上的分析方法,总体采用自顶向下的设计策略,建立总体框架及底层数据的物理模型,在建立框架时兼顾各类可扩展的模块,同时根据解决现有对象问题的基本方法扩展到任意对象的解决方案,对于功能性扩展保留足够空间,在算法研究成熟时系统各模块成功对接。系统采用Visual Basic6.0作为开发工具,采用SQL SERVER2000作为数据后台,采用DirectX进行编程,便于系统在屏幕上显示3D图形,能够简化编程和提高性能。测试结果表明本文设计的系统数据结论不但符合实际情况,而且数据精度高,响应速度快,操作简便,有较高的可使用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的背景
• 1.2.1 现阶段国内外研究状况
• 1.2.2 关键技术
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 本文工作及内容安排
• 第二章 4D电子地图概述
• 2.1 电子地图的概念
• 2.2 4D技术的概念
• 2.3 4D一体化电子地图集的理论和信息机理
• 2.4 4D技术在电子地图集中的功能互补性及有机结合
• 2.5 4D电子地图的特点及应用领域
• 2.5.1 4D电子地图的特点
• 2.5.2 4D电子地图的应用领域
• 2.6 本章小结
• 第三章 4D电子地图研究开发
• 3.1 DirectX
• 3.1.1 DirectDraw
• 3.1.2 Direct3D
• 3.1.3 DirectInput
• 3.2 坐标公式
• 3.2.1 WGS84与TWD67坐标系统
• 3.2.2 2D与3D坐标公式
• 3.3 3D造型构建
• 3.3.1 光栅化规则
• 3.3.2 视点矩阵
• 3.3.3 地球坐标变换
• 3.3.4 3D变换外设控制
• 3.3.5 3D渲染
• 3.4 尺度
• 3.5 背景层
• 3.6 顶点和索引缓存
• 3.7 曲面拟合的函数
• 第四章 巴家咀水库4D电子地图开发
• 4.1 巴家咀地图数据建模
• 4.2 系统功能
• 4.3 系统构架
• 4.4 数据设计
• 4.4.1 数据逻辑组织结构
• 4.4.2 测量数据实体及其物理模型
• 4.5 巴家咀水库基础模型
• 4.6 显示控制
• 4.7 巴家咀水库测试数据及示意图
• 4.8 模型数据构成规则
• 4.9 巴家咀水库渲染效果
• 第五章 巴家咀水库4D电子地图系统性能测试及分析
• 5.1 4D电子地图测试环境
• 5.2 测试工具
• 5.3 测试计划
• 5.4 测试数据
• 5.5 测试总结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢