基于osg的三维gis关键技术研究开题报告

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1、2012级硕士学位研究生选题报告学院计算机科学与技术学科专业软件工程研宄生姓名江益学号201213703009指导教师姓名刘钊2014年4月21口论文名称中文基于OSG的三维GIS关键技术研究英文ThekeytechnologyofGISbasedonOSG课题来源A.国家及国务B•国家自然c.国防科委E.厂（矿）-_D.省、市级项0F.7自选课题院各部门项0科学基金项s项S课题类型A.基础研允B.应用基础C.V应用研允D.实验研宄开题时间2014年4月24日选题考评小组成员姓名职称签名副教授副教授副教授副教授高工注：选题考评小组由3飞名

2、具有高级职称的人员组成。二、论文立论依据（包括研宂意义、国内外研宂现状分析、参考文献综述）T研究意义随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善，GIS（GeographicInformationSystem）技术也日趋成熟，并且逐渐被人们所认识和接受。近年来，GIS被世界各国普遍重视，尤其是“数字地球”概念的提出，使其核心技术GIS更为各国政府所关注。三维GIS作为GIS的一个重要发展方叫，其研究范围涉及计算机图形学、数据库、数据结构与算法、虚拟现实等多门科学领域。三维GIS—个重要的特点是数据量巨大，尤其是

3、栅格类型的遥感影像图，较大的矢量数据中的儿何节点个数可达上千万级别，如何高效地管理、渲染这些数据成为了三维GTS平台中必须解决的重要问题。三维GTS技术在各个行业发挥着越来越重要的作用，比如交通、城市规划、灾害防治、能源等行业，而在很多的具体应用中，都要求矢量数据必须高效甚至实时地渲染到地形上。而目前国内外主流的三维GTS平台大都是基于微软的Direct3D或OpenGL的底层图形接口来来解决图形渲染的问题，这种方式里然具有很大的灵活性，但是必须关注底层图形操作细节的实现，对于三维场景的高效管理的实现具有很大的难度。力了寻找一种基于Ope

4、nGL/Direct3D且无须关注底层的细节的实现的、面向对象的图形系统，一大批高层次的三维渲染引擎应运而生。其中大多数不仅支持面向对象的开发方式，并且以场景图形为基础实现了几何图形与动态行为的描述。其中，OpenScerwGraph（以下简称“OSG”）三维渲染引擎非常适合用于大规模地形数据的处理，也可以很好的解决矢量数据渲染的问题。因此，使用OSG作为三维GIS平台图形的渲染接口巳成为当前三维GIS领域的研究热点。2.国內外研究现状分析国

5、Aj在三维GIS方而，武汉测绘科技大学、屮国地质大学均己经开发了三维GIS实验系统。李德仁院士在

6、对三维GIS多种数裾结构分析的基础上，发展了三维行程编码方法，完善了有关四而体格网的理论和算法，提出的基于八叉树和四而体格网的浞合数据结构；粪健雅提出的以矿山、地质为背景用而叫对象的思想设计的矢單:与栅格集成的三维数裾模型：陈云浩针对传统数据结构的不足，借鉴二维矢量数据结构，并结合矿山实际情况，提出了用六组拓扑结构來刻画：点、结点、弧、环、曲而、体和复杂地物之间的拓扑关系，引入“层次树”，来动态维护这六组拓扑结构,最后针对典型的矿山实体，给出了基于这六组拓扑结构的完整描述；肖乐斌有效集成矢量，栅格数据结构的优点提出的一种三维集成数据结构；

7、陈军等用点集拓扑学形式化地描述了三维实体的空间拓扑关系。杨峰提出了一种基于三维GIS的地形信息可视化显示系统的设计与实现方法，可以实现静态规模地形地物数据的实时绘制。系统采用了基于K-D树的大范围地形数据的场景组织以及改进的数据调度策略，来克服大规模地形数据的实时绘制中可能出现的各种瓶颈和性能M题。胡其采用了金字塔模型来解决了地形的实时渲染的问题，作者将地形进行横叫和纵昀分块，并将这些分块构建成金字塔模型，在实时渲染的时候根据耑要从外存中动态调度相应层次的相应分块，加快渲染速度。近年來，国外科研机构和企业纷纷认准了三维空间技术的良好发展势

8、头，进行了跨学科、跨领域合作研宂和三维技术攻关，研发了一批各具特色的优秀产品，美国率先推出了一批备受认可的软件产品。如Google公司在2005年推出丫GoogleEarth三维可视化地球，并于2009年在GoogleEarth的基础上增加了海洋信息内容，推出了GoogleOcean,主要包括海底地形、水谢模型、海岸线变迁对比等A容，可查询海洋环境、海洋科普及领域相关信息，为用户提供了虚拟的海洋世界；Skyline公司开发的系列软件可以力三维可视化信息系统提供企业级的解决方案，用户能够根据自己的需求进行定制。美国国家航空太空总署（NASA

9、）幵发了开源的WorldWind,为海洋各种环境信息的预报、展示提供了专业级的解决方案与技术支撑；ArcGISExplorer作为一个免费的虚拟地球浏览器，提供自由、快速的2D和3D地理信息浏