基于MapObjects的海底地形地貌成图技术研究

论文摘要

多波束测深系统具有全覆盖、高精度、高密度和高效率的特点,因而在大面积扫海测量、河道疏浚、水库测量、海底数据调查、海洋工程等众多领域得到广泛应用。本文在现有国内外对多波束数据处理以及数字高程建模的研究基础上,结合MapObjects组件和其它成图技术,研发了适合多波束测深系统的海底地形成图软件。本文的主要研究内容有:对采集的各种多波束数据进行处理,以减小误差对结果的影响;对处理后的数据建立数字高程模型,详细给出了一种改进的不规则三角网的逐点插入算法及其实现过程;研究了规则格网和不规则三角网两种情况下的等深线追踪算法,等深线光滑的张力样条函数算法以及等深线的标注算法;利用计算机图形学的相关知识,实现数字高程模型的可视化表达,绘制各种科学且逼真的海底地形地貌图。对于成果图中的等深线图,本文设计了一个基于MapObjects的具等深线生成功能的ActiveX控件MoContour,它对MapObjects进行了封装与扩展,使其保持了与MapObjects相同的接口和功能,并实现了等深线的快速自动生成。对于各种三维立体图,则是利用OpenGL图形库来实现。尽管MapObjects可以在各种面向对象的编程环境当中使用,考虑到OpenGL的开发环境一般,是VC++6.0,所以本文也使用VC++6.0平台。这个海底地形成图软件经过试验数据的证明,具有较好的处理多波束数据以及绘制海底地形图的功能,基本达到设想的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 多波束测深原理及深度解算
• 1.2.1 多波束测深系统海底地形信息空间采样原理
• 1.2.2 多波束测深系统中海底深度解算公式
• 1.3 国内外海底地形成图技术研究概况
• 1.3.1 国外发展概况
• 1.3.2 国内发展概况
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 数字高程模型的建立
• 2.1 DEM的数据组织与管理
• 2.1.1 DEM数据模型
• 2.1.2 DEM数据结构
• 2.2 规则格网的建立
• 2.3 不规则格网TIN的建立
• 2.3.1 Delaunay三角网的概念及其准则
• 2.3.2 TIN的三角剖分算法介绍
• 2.3.3 逐点插入算法的实现
• 2.4 等值线的绘制
• 2.4.1 规则格网等值线传播算法
• 2.4.2 不规则三角网等值线跟踪算法
• 2.4.3 等值线的光滑处理
• 2.4.4 等值线高程的自动标注
• 2.5 本章小结
• 第3章 数字高程模型的可视化表达
• 3.1 三角面分割
• 3.2 透视投影变换
• 3.3 可见面识别
• 3.4 顶点法向量计算
• 3.5 明暗处理与光照模型
• 3.5.1 明暗效应处理
• 3.5.2 光照模型
• 3.6 本章小结
• 第4章 海底地形成图软件及技术研究
• 4.1 海底地形成图软件的基本框架
• 4.2 Mapobjects介绍
• 4.2.1 MapObjects的功能
• 4.2.2 MapObjects的特点
• 4.2.3 MapObjects的结构
• 4.3 基于 MapObjects的数据处理模块的设计
• 4.3.1 人工编辑
• 4.3.2 自动编辑
• 4.3.3 水深透写图的绘制
• 4.4 基于 MapObjects等深线图模块的设计
• 4.4.1 MoContour框架生成
• 4.4.2 MoContour的等值线自动生成
• 4.4.3 MoContour的接口设计
• 4.5 三维立体图模块的设计
• 4.5.1 OpenGL简介
• 4.5.2 三维立体图的绘制
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢