gis支持下城市电磁环境仿真技术研究

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2、引言随着科技的发展．越来越多能电磷辐射设施进人^娄生活和生产的各十领域，电磁设麓在给人娄带来便利的同时．也把人们带人个复杂与恶化的电磁环境中。当环境中电磁辐射强度增加到定程度时，生物体健康将受到有害影响．电子设备也易受到干扰iI。为此．研究电磁空间分布特征有助于7解电磁污染程度和电磁辐射丹布特性．Ⅱ人们在电磁环境下的暴露状况，“便防止电磁污染，保证电磁兼窖，保护^体健康．为城市管理提供科学依据。空间实体的位置拓扑美系和n何特征是地理信息系统所独有的“．GIS可以有效地用于电磁空间{}布研究与管理的应用。目前．GIS应用于该领域B有尝试．然而这些研究仍只是起步

3、阶段，虽有一些经验可惜鉴，但却存在GIS与电磁领域结台仍不浑人的问题。鉴于此．本文针对谚问题进行尝试性研究。考虑到在电磁学等领域．在电磁辐射捧输模型等方面B有成果，本文重点不探讨这些方面．■是重^研竞GIS应用与电磁仿真的i要技术，"空问数据获取5处理地形可视化城市空间场景可视化“Ⅱ标量数据场可视化等。2、拄术路线城市电磁辐射环境仿真的目标是在j维城市空间中蟪拟表现出电磁场变量(如场强)强弱的空㈦分布，麒便管理部门进行相关决策其中的关键问题是空间数据的获取地形场景可视化城市空间建筑群建棰以及电磁数据的标量场可蚬化方法，据此，我们设计7如T技术路线f图1所示}

4、。首先．获取所需空间数据并对其进行处理。其次，在空问数据获取与处理的基础±．利用相关算法实现地形渲染城市建筑物建模H厦利用模拟产生的电磁场数据进行科学数据的渲染。最后．对先前所做能模型和渲染效果进行ⅡE叠置．完成城市建筑群模型下的标量场数据(电磁场)的可视化．实现场景输出。它特有助于其他领域的研究人员在城市模型下对科学数据进行图形化的观察，从而更好地展开研究，3^区．该区域位于城市的中一b地Ⅸ，^口稠密．交通繁忙。整十区域北面沿北京西路一北京东路线，西面沿上海路线．向南到汉中踣．向东到进香河路，周长约55公里．面积约17平方公里。在这区域内进行城市建镀物的建

5、模和环境要素的分析．具有定的代表性和研究意义。研究中所用数据±要有：IKONOS彩色合成影像(图2)和城市CAD地形圈(图3)。数据处理中我们±要完威数据格式转换图像纠正坐标系Ⅱ配等数据预处理．以及为进行可视化■进行的数据再处理。后者包台高程数据插值生威地形格网．建筑物数据通过^I修正方式建立平面结构图，以及利用数值方法求解蓑千场强分布晰自松方程来棱{“产生电磁场数据㈣，地形渲染通常使用数字高程模型(DigiIaIElevalionModels，DEM)这一散据结构．DEM数据能够非常近似地表现出地形的视觉特性。DEM基础数据采用1500南京地区的CAD图哗

6、．通过数据格式转换和编辑恬整后将高程数据导出为文本格式．将其组织为不规则j角网生成算法，建立高程点的拓扑结构．在此基础上通过线性插值的方法生成该地区DEM规则格网数据。建筑物模型通过半手I处理，从现有的cAD图件中获取建筑物平面图斑，通过数据转换到ArcMap支持的Shape格式．{惘ArcMap将图件中不完整的拓扑“关系补充完整．并得到研究区建筑物的’嚣平面圉。然后组织空间数据库，并根据原始圉件中的楼层高度，在数据库中添】l[iHeight字段。最后将数据导出，通过编制程序导出为DirectX支持的’x文件．生成便于渲染操作的建筑物幢型：此，h还需提取该区

7、域环境要素数据及空间分布情况，并对奠作规整处理。由于本文重在对实现技术的探讨．对研究匠的环境要寮数据采用模拟的方式得到，具体方法为：在研究区相关区域设置若干个点状数据源【在具体应用中，我们设定为电磁场源)．并谩置不同的cGF规范与疆务．200s高校GIs论坛论文集能量扩散指数，通过采样生成离散数据。4、三维地形渲染城市三维地形的可视化渲染中往往需要处理庞大的空间数据，这对可视化性能提出了较高的要求，因此，能否采用高性能的渲染方法显得十分重要。目前。LOD(LevelOfDetails，层次细节)技术[4J是一个很好的思路，利用LOD方法来控制地形表面格网的精

8、度，即根据视点所处的方位来确定地形格网的分辨率。通过