三维数字地形模型设计与研究

论文摘要

地形可视化作为当前计算机图形学、数字摄影测量、虚拟与现实、地理信息系统等领域的一个研究热点,正受到越来越广泛的关注。在飞行模拟、地理信息系统(GIS)、虚拟与现实、娱乐与游戏、土地的管理和利用、城市规划等方面有着十分巨大的发展潜力和广阔的应用前景。在军事领域,地形、敌情、我情构成了作战指挥的三大要素,其中地形是对作战指挥活动影响最大的环境因素,它是陆上作战行动的客观基础,是各级指挥员定下决心的基本依据,在指挥决策中,研究地形,利用地形,趋利避害对保证作战的胜利具有重要意义。特别是以合成军队立体作战为特点的现代战争,对研究和利用地形提出了新的要求,研究的范围扩展了,要求完成的时间缩短了,借助手工堆制的沙盘进行地形分析的手段已经远远满足不了现代作战指挥的需要。地形可视化是实现战场数字化的关键技术之一,三维数字地形建模则是实现地形可视化的基础性工作。本文对目前几种构建数字地形模型的方法进行了分析和比较,建立了一个适合于三维场景显示的数字地形模型,并详细地阐明了三维数字地形模型的建模过程和关键算法。另外,本文还对改进此三维数字地形模型进行了理论上的探讨。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究目的和意义
• 1.2 课题研究方向在国内外发展状况
• 1.3 本文的主要内容
• 1.4 本文结构
• 第二章 三维数字地形模型综述
• 2.1 与三维数字地形模型相关的概念
• 2.1.1 地形
• 2.1.2 数字地形模型
• 2.1.3 三维数字地形模型
• 2.1.4 多分辨率地形模型
• 2.2 三维数字地形模型的构建
• 2.2.1 三维数字高程模型的表示方法
• 2.2.2 多分辨率（LOD）地形模型的构建方法
• 2.2.3 三维数字地物模型的构建
• 2.2.4 数字地形模型的数据来源
• 第三章 平面地图的量化
• 3.1 地图量化概论
• 3.1.1 地图量化的概念
• 3.1.2 地图量化的方法
• 3.2 描述地形要素的数据结构
• 3.2.1 地形的简单数据结构
• 3.2.2 描述地形的拓扑数据结构
• 3.3 地形量化中的主要算法
• 3.4 规划中的标准矢量地图数据库
• 第四章 矢量地形数据的处理
• 4.1 等高线矢量数据处理
• 4.1.1 全球网格坐标
• 4.1.2 格网DEM 生成算法
• 4.1.3 地图边界点高程值调整算法
• 4.2 点状地物矢量数据处理
• 4.2.1 基本思路
• 4.2.2 插值算法
• 4.3 线状地物矢量数据处理
• 4.3.1 实现来源
• 4.3.2 光滑曲线算法
• 4.4 面状地物矢量数据处理
• 4.4.1 设计思想
• 4.4.2 主要算法
• 4.5 注记矢量数据的处理
• 4.6 多分辨率模型的建立
• 4.6.1 直接隔行（列）抽取法
• 4.6.2 最邻近点平均法
• 第五章 三维场景的显示
• 5.1 三维场景显示的基本思路
• 5.2 三维场景显示的基本设置
• 5.3 场景显示中的主要算法
• 5.3.1 渲染目标裁剪算法
• 5.3.2 场景漫游算法
• 5.4 场景显示的实验结果
• 5.4.1 场景显示结果介绍
• 5.4.2 场景显示结果分析
• 第六章 结论
• 6.1 论文的主要创新点
• 6.2 存在的不足及改进
• 6.3 三维数字地形模型的发展趋势
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢