三维影像技术的研究及其在GIS中的应用

摘要

三维影像技术的应用前景十分广泛，诸如矿藏勘测、城市管理、灾害定位、应急预演、数字地图等，相比于二维影像系统，三维影像系统不仅能给人以更直观真实的感受，逼真地模拟现实世界，而且对空间对象的三维空间分析和操作也是其特有的功能。目前，三维影像技术、GIS系统已广泛应用于许多行业，相关技术也越来越受到重视，但是目前三维GIS的理论与技术尚不完善，没有统一的标准，其主要应用集中于地质、矿山、数字城市等特殊的领域，缺乏一个通用的平台，本文就在上述背景与问题下对三维影像技术及其应用展开了研究，主要有以下几方面：
　　 (1)从海量卫星影像数据的压缩出发，总结了小波变换压缩算法的最新研究成果，提出了一种基于5/3整数小波与SPHIT算法的遥感图像压缩方法，该算法不仅保留了原算法良好的压缩效果，而且大大减少了存储空间，提高了压缩效率；不仅保证了三维影像系统服务平台中影像图显示的清晰，而且能满足平台快速访问影像数据的要求。
　　 (2)总结了现有GIS软件中三维建模的方式和特点，提出了一种三维快速建模的方法，依据三维对象的分类表达原则，通过建立多个基本模型库，以组合的方式建立新的复杂模型，突出了简单、快速的特点，基本满足了多种三维对象应用系统的建模要求。
　　 (3)考虑到现有三维影像系统的不足，结合了GIS系统的特点，对三维影像系统的功能模块进行了设计，具体包括三维对象模型的建立及其属性编辑、三维对象及其属性的查询、三维空间浏览、空间分析功能等。最后，在前面章节的基础上，利用ArcGIS Engine、ArcObjects开发包、.NET平台等相关工具，开发了一个完整的三维影像系统服务平台。
　　 最后对全文作了总结，并提出了进一步工作的展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2三维影像技术的研究现状

1.2.1遥感影像处理技术的研究现状

1.2.2三维数据模型的研究现状

1.2.3三维GIS系统的研究现状

1.3三维影像技术研究的目的和意义

1.4本文的主要内容和结构

第二章遥感影像压缩技术的研究

2.1整数小波变换

2.1.1小波变换发展简史

2.1.2基于提升格式的整数小波变换

2.2 SPHIT算法

2.3一种基于整数小波和SPHIT的改进算法

2.4实验结果与分析

2.5本章小结

第三章三维模型快速建立方法的研究

3.1三维对象的分类表达

3.2快速建立三维模型的解决方案

3.2.1三维数据模型与开发平台

3.2.2三维对象模型库的建立

3.2.3三维快速建模总体方案

3.2.4 3DS与MultiPath三维数据模型

3.2.5 3DS模型转换为MultiPath模型

3.3在ArcGIS Engine中快速建立三维模型

3.3.1三种快速添加三维模型的方法

3.3.2三种方法的总结

3.4本章小结

第四章三维影像系统功能模块的设计

4.1系统的功能结构

4.2系统数据层的设计

4.2.1数据表的建立

4.2.2数据库的访问

4.3系统的功能模块设计

4.3.1三维对象的添加与编辑

4.3.2查询与飞行功能

4.3.3三维空间浏览功能

4.3.4空间分析功能

4.4本章小结

第五章 三维影像系统服务平台的实现

5.1三维影像系统概述

5.2三维影像系统的整体框架

5.3三维影像系统服务平台实例

5.4系统的Web服务应用

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1论文的研究成果

6.2论文的不足及下一步工作的展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间完成的主要成果