三维海底地形仿真的研究与实现

摘要

三维海底地形绘制技术在战场环境仿真、海底环境的勘测、海洋资源的开发、导航等许多领域有着非常重要的作用。而地形建模及实时绘制技术则是三维地形图绘制的关键。本文以三维计算机图形学,地理信息系统和计算可视化的理论方法为基础,建立了三维海底地形模型并对其进行可视化仿真,论文的主要工作有:　　首先,通过查阅文献,了解地形模拟的方法。重点介绍了基于分形理论的地景仿真技术。根据现有条件,建立了基于随机中点位移法分形地形模型,生成仿真所需的地形数据。　　其次,主要研究了基于规则格网的地形简化技术及格网构建方法,如视截体裁剪技术、地形多分辨率表示、基于四叉树的格网构建方法及基于几何多重映射的格网构建方法。分析这些方法的优缺点,对数据索引和裂缝的修补做了优化,给出改进的基于分块方式的地形多分辨率模型的地形表达方法,实现与视点有关的地形实时构网和动态显示,实现初步的海底三维地形格网的显示。　　最后,论述了三维图形显示原理并详细介绍了整个海底地形显示系统的设计思想及实现过程。以VC++6.0和OpenGL为开发工具,生成原始的海底三维地形,并对其着色处理。将网格数据以三维地形的形式显示出来,并实现缩放、旋转、漫游和三维坐标查询等人机交互功能。

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第一章 绪论

§1.1 选题的背景及意义

§1.2 地形三维可视化的研究现状

§1.3 本文研究内容

第二章 三维海底地形模型的建立

§2.1 数字高程模型

§2.2 地形模拟概述

§2.3 基于分形技术的地景仿真技术

§2.4 分形地形建模方法

§2.5 随机中点位移法

§2.6 三维分形地形模型的建立

§2.7 对分形地形建模方法的评价

§2.8 本章小结

第三章 基于RSG模型的三维地形渲染方法的研究

§3.1 地形简化技术

§3.2 基于四叉树数据结构的地形渲染算法

§3.3 基于GeoMimap方法的地形渲染方法

§3.4 改进的基于分块方式的多分辨率地形实时显示算法

§3.5 本章小结

第四章 三维可视化原理与实现

§4.1 地形三维可视化原理

§4.2 地形三维可视化的实现

§4.3 本章小结

第五章 地形可视化系统的设计与实现

§5.1 系统结构设计

§5.2系统实现过程

§5.3三维海底地形显示效果

§5.4 本章小结

第六章 总结

§6.1 全文总结

§6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文