基于场景图的GIS三维可视化技术研究与实现

论文摘要

随着研究的不断深入,地理信息的表达方式已经逐渐由二维扩展到三维。地形是非常重要的一类自然景物,具有特征复杂多样、数据量巨大的特点。地形的应用在应用中占重要地位,逼真、实时地形表达对于准确的空间认知有巨大意义。计算机图形学、测绘学、数学等学科的研究成果都为更好解决这一领域的问题开辟了道路。随着GIS和计算机技术的发展,二维GIS已经发展成熟,三维GIS成为当前研究的热点。以场景图方式实现GIS三维可视化,可以处理海量数据,并因为其是以图层方式进行数据的组织、存储和渲染可以减少内存的负担,提高数据吞吐量,实现快速渲染。使用OpenGL工具,结合可视化技术,实现了基于场景图的三维可视化效果。本文主要论述了基于场景图的GIS中的地形三维可视化技术,阐述了在场景组织技术下的三维场景建模和三维可视化的实现,选定要用到的场景图结构,并且数据和场景的储存都以场景图的方式进行组织,并进行了场景的建模；最后利用C++开发环境,结合OpenGL图形开发接口设计实现了一个基于场景图的地形三维可视化系统,并实现了三维漫游。然后描述了利用三维可视化技术实现的三维可视化系统的设计与实现过程,最后给出了效果图及结果分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文组织
• 第二章 相关技术概述
• 2.1 场景图技术
• 2.2 三维空间数据模型
• 2.3 OpenGL技术
• 2.4 ChunkLOD技术
• 2.5 三维地形可视化技术
• 2.6 本章小结
• 第三章 三维场景的构建与建模
• 3.1 三维场景的构建
• 3.1.1 三维场景的组织
• 3.1.2 三维场景数据建模
• 3.1.3 三维场景的储存
• 3.2 三维场景建模
• 3.2.1 Z值的三种获取方式
• 3.2.2 Z值方向的拉伸效果
• 3.3 用TIN法构建三维地形
• 3.4 本章小结
• 第四章 三维可视化系统设计与实现
• 4.1 可视化系统功能设计
• 4.2 三维可视化在OpenGL平台下的实现
• 4.2.1 输出方式的选择
• 4.2.2 纹理映射
• 4.2.3 三维可视化实现
• 4.2.4 三维漫游
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统测试
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢