基于离散数据三维地形建模技术的研究

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1、万方数据中图分类号：TP317.4密级：UDC：620单位代码：10460基于离散数据的三维地形建模技术研究Researchon3Dterrainmodelingtechnologybasedondiscretedata申请人姓名姚华申请学位硕士学科专业计算机应用技术研究方向计算机图形学与图像处理导师王玉琨职称教授提交日期2010.10答辩日期2010.12.11河南理工大学万方数据万方数据河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表

2、或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河南理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据万方数据致谢时光飞逝，转眼之间又到

3、了毕业的时间。回想起两年多的研究生学习和生活中的点点滴滴，心里有许多话想对那些曾经在生活上和学习上帮助过我的老师、同学、朋友和亲人们表达。首先，要衷心感谢我的导师王玉琨教授。王老师学识渊博，治学严谨，在平时的教学和科研中对我们的要求非常严格，使我们受益匪浅。王老师的教学，注重理论与实践相结合，他为我们提供了大量的实践机会，使我们能够做到有目的性地学习，成为社会所需要的具有良好适应能力的人才。他要求我们经常阅读国外科研文献，培养了我们的创新精神，使我们养成了良好的学习习惯。在此次毕业论文的撰写过程中，无论是从论文的选题、撰写、修改、定稿，都倾注了恩师大量的时间与精力。在与导师反

4、复的讨论与交流中，不仅使我的科研水平与能力有了很大的提高，更重要的是恩师高尚的品德、严谨的治学态度、渊博的学识以及对待科学的认真态度、平易近人的处世方式都值得我终生学习。在此向恩师致以最诚挚的谢意！感谢工程数字化与仿真研究室的侯守明老师、徐文鹏老师在科研和学习中给予我的帮助和指导。还要感谢同实验室的马东菲、刘德建、陈冲、朱永丽、王星、赵炜、冯安等同学给予我的支持和帮助。最后，再一次感谢三年来给予我无私关怀与帮助的所有师长、家人和朋友。万方数据摘要地形三维可视化技术一直以来是地理信息系统(GIS)、虚拟现实(VR)、计算机图形学等领域研究的热点。本文针对当前地形三维建模及可视化

5、技术的研究现状，围绕着地形数字模型的建立、地形模型简化以及地形多分辨率模型构建等关键技术内容展开讨论与研究，目标是由离散数据构建地形数字化模型并且实现三维地形的可视化模拟。主要完成了如下研究工作：（1）在离散数据构建地形数字模型方面，研究了地形数字高程数据的获取方法与DEM的地形表面建模方法。（2）在分析了常用三角剖分算法的基础上，针对大规模离散数据生成三角网速度较慢的问题，提出了一个改进的三角网生成算法，先将离散点集进行自适应分块，然后对每一块进行三角剖分，最后对所有的子三角网的进行归并，以生成覆盖全区域的三角网模型。（3）针对用计算机处理复杂的地形模型时，在显示、渲染、存

6、储等方面存在着很多困难，为了解决这些问题，提出了一个改进的基于渐进网格的模型简化算法。算法是根据实际的地形的特征，给出了边优先级和点重要度的计算方法，通过确定地形三角网中每条边的优先级，删除的一些重要度小的点，以实现地形模型的简化。（4）根据视点的位置，构造了基于TIN的地形多分辨率模型。最后，本文根据上述研究的基础上，结合视区裁剪算法与任意方向的漫游方法，实现了基于离散数据的三维地形模型建立与地形实时模拟显示。关键词：地形可视化；地形数字模型；不规则三角网；模型简化；多分辨率模型i万方数据万方数据AbstractThree-dimensional(3D)terrainvis

7、ualizationisalwaysahottopicinGeographicInformationSystem(GIS),VirtualReality(VR),ComputerGraphicsandotherrelatedfields.Accordingtothecurrentresearchsituationof3Dterrainmodelingandvisualizationtechnology,thisthesisfocusesondiscussionandresearchofthekeymod