基于电子海图的三维海洋可视化研究与实现

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1、４击种故＊葦Ｉ…＂＂……＂…一＂…专业学位硕±学位论文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＇Ｖ．八护ｈＨ伊．．．．ｖＶ．＼ｍ论文题目基于电子海图的；维海洋可视化研究与实现专业学位类别工程硕ｄｂ学号２０１：３２２２４０１３７作者姓名李子木指导教师蔡爱华研高工独创性声巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工’作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致

2、谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明ｋ确的说明并表示谢意。作者签名？＾；曰期：年月曰论义使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盛，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印

3、或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：ｔＵ冰导师签名：：饼ｊ＾■＾／＾４曰期１；４曰年月分类号密级注1UDC学位论文基于电子海图的三维海洋可视化研究与实现（题名和副题名）李子木（作者姓名）指导教师蔡爱华研高工电子科技大学成都申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.6.4论文答辩日期2016.6.7学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC

4、》的类号。ResearchandImplementationof3DOceanVirtualizationBasedonElectronicChartAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsandCommunicationEngineerAuthor:ZimuLiSupervisor:AihuaCaiResearchInstituteofElectronicScience

5、andSchool:Technology摘要摘要随着计算机科学技术的飞速发展，计算机图形学和虚拟现实技术在生活、娱乐、医疗、工业及军事等各领域都有着广泛的应用。在当今信息化的时代，对陆、海、空、天、网五位一体的电子信息系统战场态势获取的需求，是军事备战中非常重要的一环。我国是个海洋大国，海域覆盖面积广阔，而海战场信息量大，技术资源却相对匮乏，因此，如何真实地还原海洋地理环境，快速准确地获取海洋战场态势信息显得尤为重要，对虚拟海洋战场及军事电子信息系统的发展具有非常重要的意义。本文结合电子海图及地理信息系统，对

6、大规模三维海洋进行建模，利用虚拟现实技术实现三维可视化，将抽象不易见的海战场态势信息转化为直观、可视、易获取的三维图形信息，在满足实时性的条件下，具有较强真实感；并且结合COSTAS军贸项目将成果集成于三维地理信息系统平台，以便进行高效的二次开发。（1）利用基于S-57标准的电子海图数据，进行提取和分配管理，提出基于邻近点搜索的按需插值算法，构建高程数字模型，同时结合GPU并行处理对算法提速，实现海底地形的快速、准确建模；提出基于图像空间的真实感绘制，结合帧缓存对象和渲染到纹理技术，实现海底场景的实时、逼真绘

7、制。（2）利用基于谱分析的快速傅里叶算法对海面进行建模，结合GPU并行处理对算法进行加速，实现海洋表面高度场的实时建模；同时结合Phong光照模型，对海面的反射、折射、菲涅尔效应等光学效果进行渲染，利用纹理叠加、凹凸纹理等技术对海面进行逼真绘制，实现海面上泡沫、褶皱等效果，提高真实感。（3）介绍了OSG基本框架，并结合基于OSG的三维地理信息系统图形平台，对三维海洋可视化插件进行集成；解决了集成过程中的LOD、网格补缝、海陆交接、舰船航迹效果等关键技术问题，给出了最终集成效果，既满足实时性要求，也有较高的逼真

8、度。（4）对基于电子海图的三维海洋可视化插件中存在的问题和不足进行了分析和总结，并对下一步的研究提出了改进意见和展望。关键词：虚拟现实；三维可视化；海洋建模IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcomputerscienceandtechnology,Computergraphicsandvirtualrealitytechnologyhaveawide