基于ArcEngine的三维地形可视化系统研究

摘要

随着可视化技术和虚拟现实技术的发展,建立三维实时、交互的仿真地形环境成为可能。目前,实现三维地形环境中的地形分析,更精确、更直观地以可视化形式表达真实的地形状况成为了研究热点。
　　 本文在分析和研究三维地形可视化的研究现状、研究背景和意义及三维地形可视化相关技术的基础上,提出了以Visual C＃.NET为开发环境平台,以ArcEngine为二次开发组件的三维地形可视化系统的总体设计,详述了系统三维地形可视化功能和三维地形分析功能的实现方法和关键技术,设计并实现了包括三维地表生成模块、三维场景浏览及设置模块、三维地形分析模块的三维地形可视化系统。三维地表生成模块实现了生成三维地形表面的功能,包括TIN数据和Raster数据,用于生成三维场景,是三维场景浏览及设置模块和三维地形分析模块中各功能操作的主要数据基础。三维场景浏览及设置模块实现了放大、缩小、漫游等场景浏览功能和场景参数、叠加纹理、分层设色等场景设置功能。三维地形分析功能模块实现了包括三维属性查询、坡度分析、坡向分析、阴影分析、通视分析、剖面分析、水淹分析、等值线生成等地形分析功能,是系统研究的重要部分。
　　 最后将基于ArcEngine开发的三维地形可视化系统应用到大连未来城生态区,作为三维地形可视化的原型系统,对该地区地形进行三维可视化显示和分析,取得了良好的效果,为该地区土地利用和辅助决策等研究提供了实用性的软件工具。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 三维地形可视化系统的研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究内容与结构组织

2 三维地形可视化系统的开发技术概述

2.1.ArcEngine组件技术

2.1.1 ArcEngine简介

2.1.2 ArcEngine组成

2.1.3 ArcEngine类和对象

2.1.4 ArcEngine三维功能模块

2.1.5 ArcEngine开发方式

2.2 空间数据库技术

2.2.1 空间数据库的概念

2.2.2 空间数据库的内容

2.2.3 空间数据库模型Geodatabase

2.3 三维地形可视化技术

2.3.1 三维地形可视化

2.3.2 数字高程模型

2.3.3 三维GIS开发方式

3 三维地形可视化系统设计

3.1 系统框架设计

3.2 系统功能设计

3.3 系统界面设计

3.4 系统数据库设计

4 三维地形可视化功能的实现

4.1 三维地表生成

4.1.1 TIN表面生成

4.1.2 Raster表面生成

4.2 三维场景生成

4.2.1 三维场景的数据加载

4.2.2 三维场景的参数设置

4.3 三维场景浏览

4.4 三维地形纹理叠加

4.4.1 三维地形的影像纹理

4.4.2 三维地形的矢量数据纹理

4.5 三维地形分层设色

5 三维地形分析功能的实现

5.1 三维场景的属性查询

5.2 坡度分析

5.3 坡向分析

5.4 阴影分析

5.5 通视分析

5.6 剖面分析

5.7 水淹分析

5.8 等值线生成

6 三维地形可视化原型系统:大连未来城生态景观三维可视化系统

6.1 研究区概括

6.2 系统应用过程

6.3 结果显示与分析

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢