小型dem建立与分析系统设计与开发

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1、小型DEM建立与分析系统设计与开发【摘要】随着经济的发展，DEM模型应用越来越广，但现在大多数DEM模型都是集成在大型GIS软件上，因此不方便用户使用。而小型的DEM却能方便的为用户使用。本文提出了用VB和OpenGL相结合设计出的小型DEM建立与分析系统，提出了系统的设计方法。【关键词】DEM；OpenGL；TIN模型引言随着经济建设的不断发展，DEM的应用将越来越广泛，用户能够直接采集离散点数据，通过软件直接生成DEM，应用于实际；对比地形图，过去一直是二维表现形式，已远远不能满足实际应用需要，三维地形图的出现正解决了这个问题，直接在三维地形图上进行一些地

2、形分析有很强的实际意义。因此根据用户需求，系统应具备以下基本功能：（1）数据采集、转换和输入功能（2）生成DEM功能，并实现不同大小的DEM生成（3）地形动态三维显示（4）地形分析本文提出了采用VB和OpenGL开发化小型DEM建立与分析系统的思路与方法。71VB与OpenGL简介VisualBasic6.0具有更简捷的程序开发环境，可以快速构建图形用户界面，使用方便，简单易学。它具有非常强大的功能：从开发小型应用程序到大型应用程序，从数据库管理、客户/服务器软件到Internet/Intranet分布式应用程序的开发，VisualBasic6.0都能胜任。它

3、是众多软件开发工具中编程效率较高的一种。在三维地形动态显示方面采用调用OpenGL来实现，是因为它是一个独立于操作系统和硬件环境的三维图形库，它具有非常强大的图形功能和跨平台的能力，已成为事实上的图形标准，广泛应用于科学可视化、实验造型、CAD/CAM、模拟仿真等诸多领域。许多商业软件如SoftImage、3DStudioMAX、OpenInventor、VR软件等都是以OpenGL为基础开发的。使用商业软件在模型建方面不够灵活，只能按照其固定的模型设计，而且整体运行效果不是很理想，同时购置费用较大。而使用OpenGL从低层开发，难度高且工作量大，但性能价格比

4、远大于前者，而且比较灵活。OpendGL简洁、高效，具有七大功能，分别是建模、变换、颜色模式设置、光照和材质设置、纹理映射、位图显示和图象增强、双缓存动画。OpenGL可以和VisualC++、VisualBasic、Dephi等高级可视化语言紧密结合，可保证算法的正确性和可靠性。因此，系统采用了VB和OpenGL作为开发的工具。72系统设计的目的和意义DEM具有广泛的应用价值，人们过去对地理空间信息的表达和处理由于受技术手段的限制，一直停留在二维图形和符号表达的阶段，地理信息的表达、存储、管理、查询和显示，基本上都是二维形式的，现在尽管国内外已有不少大型的G

5、IS软件，能够实现DEM建模，并三维可视化，在此基础上进行一些地形分析功能。但目前市场上的GIS软件价格昂贵，不能让广大普通用户所能承受，同时我们经常仅用到GIS软件中的一小部分功能，若为此去购买一个功能强大的GIS软件，一方面需要大量的资金，还要专门的人员去学习，另一方面有许多功能对我们来说根本就是闲置无用，这就在人力、物力、财力上造成极大的浪费。本系统就是基于小型DEM的建立和三维可视化，并进行一些基本的分析功能，以适应工程建设，GIS教育等方面的应用而设计的。系统直接基于微机平台从底层开发，大大降低成本，对于研究建立小型DEM具有一定的意义和非常好的应用

6、价值。3系统结构与功能设计在系统设计时根据用户需求，系统包括了四个主要的功能模块，分别为：数据采集、转换与输入模块；小型DEM生成模块；三维地形动态显示模块和三维地形分析模块。（1）数据采集、转换与输入模块7主要包括：地形图的导入；坐标系的转换；不同数据格式的转换；数据读取等。（2）小型DEM生成模块主要包括：格网大小、内插方法的选择；格网DEM数据保存；TIN的生成；不规则三角网的显示；TIN数据保存等。（3）三维地形动态显示模块主要包括：地形三维显示；遥感影象和真实地形的融合；地形灰度显示；地形网状显示；三维地的缩放；地形漫游实现等。（4）三维地形分析模块

7、主要包括：地形表面计算；投影面积计算；单点的坡度、坡向计算等。4若干关键技术分析4.1加权平均法内插方法在实际应用中，更为常用的内插方法为加权平均法。加权平均法的算法思想：已知一系列离散高程点在XOY平面上的投影为Di（xi，yi），各自带有高程Zi（i=1，2，3，…，n），P（x，y）为任意一格网点。P的Z值是离散数据点Di（xi，yi）的Z值加权平均的结果。并且影响程度一般与距离成反比，即离P点近的离散点，其Z值对P点的Z值影响大些；反之，离P点远的离散点，影响则小些。设Zi是Di（xi，yi）上的z值，d（P，Di）为P与Di之间的距离，简称di，每个

8、格网点P的Z值为7式中，权函数Wi=，