浅议三维电子海图系统地形显示关键技术研究

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1、分类号：UDC：工学硕士学位论文密级编号三维电子海图系统地形显示关键技术研究硕士研究生：花文华指导教师：许兆新副教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制理论与控制工程论文提交日期：2008年1月论文答辩日期：2008年1月学位授予单位：哈尔滨工程大学哈尔滨}：科人学硕十学伉论文摘要三维电子海图是集多学科技术为一体的复杂系统，它综合应用了海洋测绘、数掘库管理、计算机图形学、三维可视化、虚拟现实等相关技术。三维电子海图不仅继承了二维电子海图系统所有的功能，而且将各项功能从三维的角度进行阐述和实现，给使用者以直观的感受，显示内容也更加丰富。本

2、文主要围绕三维海底地形的实时多分辨率显示来展丌对三维电子海图系统的研究。论文首先对国内外电子海图三维可视化技术的现状和发展情况进行分析，研究数字地形分析等相关领域的知识和技术及其在三维可视化中的应用，并对OpenGL可视化技术和UML建模技术进行研究。在深入研究三维空间数据的获耿技术、三维空间数掘模型的基础上，提出三维电子海图系统空间数据模型中应考虑的主要因素，同时研究细节层次模型、数字高程模型和四又树结构，给出四叉树构造地形的基本思想、空间数据的组织形式以及四叉树节点的标记方法。论文重点研究三维海底地形的实时多分辨率显示的关键技术问

3、题：研究视域外节点和背向节点的剔除算法，提出基于四叉树结构的可见性判断方法；研究三维地形显示系统中的节点误差评价机制，给出评价公式；对于四又树节点I、日J的“裂缝”现象，提出有效的消除方法。论文应用UMI。和OpenGL技术和方法，设计出三维电子海图地形显示系统数据结构；并研究基于多重纹理与阴影模式对系统图形质量改善的方法；对系统获耳义最优节点集的具体过程进行深入研究。最后，采用多线程技术动念创建地形显示窗口，同时还实现地形漫游、线面模式切换、文字输出等功能，给出描述地形渲染速率的帧率图来帮助分析评价本文关键技术研究成果和三维地形多分

4、辨率显示系统实现方法的有效性。关键词：电子海图；三维地形；可视化；四又树哈尔滨f：稗人学硕十学能论文ABSTRACTThree—dimensionalECDISisacomplicatedsystemwhichintegratesmulti．disciplinetechnologies，Somerelatedtechnologiesareappliedcomprehensivel弘forexample，oceanmapping，databasemanagement，computergraphics，3Dvisualization，vi

5、rtualreality,andSOon．7fhree—dimensionalECDISnotonlyinheritsallthefunctionsoftwo．dimensionalECDIS，butalsodescribesandimplementseveryfunctionfromtheviewofthree—dimension，whichpresentsanintuitivefeelingfortheusersandhasmuchmorerichdisplaycontents．Inthispaper,themulti--reso

6、lutiondisplayofthree··dimensionalsubmarineterrainismainlystudiedtoachievetheresearchofthethree—dimcnsionalECDISsystem．Thepresentsituationanddevelopmentoverviewof31)visualizationathomeandabroadareanalyzedinthispaperfirstly．’l'hentheknowledgeandtechnologiesrelevantwithdig

7、italterrainanalysisetcandtheirapplicationsinthree。dimensionalvisualizationareresearched．MeanwhileOpenGI。visualizationtechnologyandUMLmodelingteclmologyarealsodiscussed．Basedonthedeepstudyofthree—dimensionalspatialdataacquisitiontechnologiesandthree—dimensionalspatialdat

8、amodels，themainfactorsneedingthinkingaboutinthree—dimensionalECDISspatialdatamodelareputtedforward．Andlevelofd