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《冲绳海槽南部多波束海底地形虚拟视景仿真初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第30卷第2期海洋测绘Vol130,No122010年3月HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGMar.,2010冲绳海槽南部多波束海底地形虚拟视景仿真初探梅赛,高金耀,杨春国,金肖兵,方银霞,杨勇(国家海洋局第二海洋研究所海底科学重点实验室,浙江杭州310012)摘要:针对冲绳海槽南部海底地形,首先根据等效声速剖面原理处理原始多波束地形数据,使得多波束条带之间拼接良好;然后以Creator和CreatorTerrainStudio为主要工具,生成地形和纹理数据集以构建海底地形场景库;最后在VegaPrime运行环境中进行交互。利用多通道实时渲染和立体投影技术,使用
2、户最终得到对虚拟图像的真实感、立体感和沉浸感。关键词:多波束;等效声速剖面;细节层次;多通道实时渲染;立体投影中图分类号:P22911文献标识码:B文章编号:167123044(2010)0220019205交换格式UNB,由于灵活性问题而没有被大多数多1引言波束厂商接受。Lamont2Doherty美国地质观测所开随着计算机硬件水平的提高和可视化技术的发发的MB2System试图对各种多波束数据进行统一处展,虚拟现实技术越来越多地应用于生产与科研的理,因建立在UNIX系统上采用命令行操作,应用受[2]各个方面。虚拟现实技术可以为人们提供一个直观到限制。高金耀等针对国内外常用多波束系统的认识
3、海底环境的途径,因此具有良好的应用前景。原始数据的格式差异给数据管理和后处理成图带来由于海底地形地貌数据的缺乏,该技术在海底科学的困难,在自主开发的微机版多波束海底地形电子研究中的应用尝试还很少。本文以多波束测深数据成图系统MBChart中,研制了可扩充、兼容性好和记处理为出发点,构建冲绳海槽南部海底地形模型数录完备自定义的二进制整数字节排列的标准多波束据库和虚拟海底视景,通过对其虚拟场景的交互控数据结构,以统一的方式实现各种数据的综合处[2]制,来模拟、观察和浏览冲绳海槽南部海底地形理,本文利用该软件将原始多波束数据转化成需地貌。要的格式。2多波束海底地形数据处理211多波束数据处理流程建
4、立三维海底环境,首先要获取地形数据。需要将原始的多波束数据经过处理得到Creator或CreatorTerrainStudio可以识别的USGS格式的DEM数据。多波束资料的处理流程(见图1)可以概括为[1]数据编辑和数据后处理两部分。数据编辑有人机交互编辑和自动滤波两种方法,目前较为可靠和常用的滤波算法是CUBE算法,实际的处理过程中先利用CUBE算法对数据进行初步处理,再手动编辑剔除跳点。图1多波束数据处理基本流程图212多波束数据格式转换与统一213多波束数据的DEM构建目前各种原始多波束数据的格式极不统一,这多波束数据具有高精度、高分辨率和海量数据给数据的处理和共享方面造成了一定的困
5、难。加拿的特点,每呯(ping)的波束数可以达到100个以上,大NewBrunswick大学设计了一种多波束数据外部波束横向间距在深水处100m左右,在浅水区则更收稿日期:2009208210;修回日期:2009210218基金项目:“数字海洋”海洋二所节点建设项目(908203205207)。作者简介:梅赛(19852),男,山东济宁人,硕士研究生,主要从事多波束数据处理与数字海底研究。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net20海洋测绘第30卷
6、[2]小,而呯之间的波束纵向间距还要小。多波束数由图2可以得到:据在网格化插值建立DEM时,原始数据量一般很x′i=ci-1tisinθi-1(1)大,使用常用的网格化插值软件根本难以实现,因z′i=ci-1ticosθi-1此本文采用边读入、边权重配赋的网格插值方[2]cosθi+1-cosθi法,提高了计算速度。另外,网格化插值时出现xi=pgi了许多分散的小的网格空洞,这是考虑DEM精度(2)ci-1(cosθi+1-cosθi)要求,边读入边权重配赋时,数据影响范围和规则zi=gicosθi+1受到限制的原因。采用方程式插值方法来填补空[2]层i内的水平位置相对误差fx和水深相对误差
7、洞,从而完善DEM数据。为了实现对冲绳海槽ifz分别定义为:南部(122°～127°E,24°～27°N)较为完整的研究,ix′i-xix′i-xi-1同时考虑到本文的多波束测深数据在该区域没有全fxi==-1xi-xi-1xi-xi-1部覆盖,因此在UCSD下载30″×30″该区域的DEMz′i-ziz′i-zi-1数据,与实测的多波束数据融合。fzi==-1(3)zi-zi-1zi-zi-1214多波束数
