面向仿真的流域三维地形加工过程研究

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1、!!第!!!"!卷!!第!!&&!期!!!!!!!!!!!!!!计!!!算!!!机!!!仿!!!!真!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!"’!年!!&&!月!!!!文章编号：&""(#$’%（)!""’）&&#""*)#"’面向仿真的流域三维地形加工过程研究谢莉，李利军（华中科技大学水电及数字化工程学院水电能源仿真中心，湖北武汉%’""*%）摘要：三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素，也是虚拟仿真视景系统的重要组成部分，但是地形真实性和虚拟仿真系统的快速性构成矛盾。针对这一矛盾，结合“数字清江”项目，介绍了流域三维地形模型两种加工方法（

2、即地形图数字化和摄影测量），增强了三维地形真实性；并针对仿真系统的要求进行模型再加工，提出了三维地形按照层次细节模型进行数据简化和地形分块调度的思想，提高仿真系统速度。关键词：计算机仿真；地形图数字化；摄影测量；层次细节模型中图分类号：+,’&*-%文献标识码：.!引言全球定位系统、全站仪或经纬仪配合袖珍计算机在野外经观仿真技术在科学研究、工程设计、军事演练等领域中，有测获取地面点数据，经适当变换处理后生成/<8，可以达到极其重要的应用。现代计算机技术和仿真相结合，形成了计很高的精度，常常用于有限范围内各种大比例尺高精度的地算机仿真技术，为仿

3、真技术开辟了更广阔的应用空间。计算形建模；但是这种方法的工作量大，效率不高，费用高昂，不机仿真技术以多种学科和理论为基础，以计算机软硬件为工适合于大规模的数据采集任务。"利用地形图，对地形图要具，建立系统数学模型，并在不同条件下，利用计算机对模型素如等高线进行数字化处理，再用通过一定的处理，如粗差进行动态运行试验，达到全面了解和掌握系统特性的目的。的剔除、高程点的内插、高程特征的生成等生成/<8。这种计算机仿真的三个基本步骤是：!参照系统或对象建方法精度比较低，成本低，经过大量的实践证明，技术相当成立数学模型；"根据模型要反映系统基本特征、主

4、要性质、便熟，可以广泛应用于生产。#摄影测量方法，航空摄影测量于在计算机上运行处理的要求，对模型进行再次加工（即二一直是地形图测绘和更新最有效、最主要的手段，其获取的次建模）；#应用计算机软硬件，改变相关条件进行分析、处影像是高精度大范围/<8生产最有价值的数据源；航天遥理、研究系统基本特征。可以看出，仿真建模是仿真的基础，感所获取的遥感影像也能作为/<8的数据来源，但是所获计算机仿真能否达到预期效果，数学建模起关键的作用。高程数据的相对精度和绝对精度都比较低。总的来说，摄影数字流域三维地形仿真系统的任务是建立流域三维实测量效率高，劳动强度低

5、，适用于大范围的数据收集。时、交互的仿真地形环境，它是数字流域工程的重要组成部地形图数字化的方法和摄影测量的方法是大规模/<8分，其关键是对地表形态的精确表达（即建模）。描述、构造采集最有效的两种方式，也是最为普遍采用的方式。数字清地表形态最基本的模型是数字地形模型（/010234+56630789:;江项目中，正是采用这两种方法相结合，以地形图、航空照54，简称/+8）。它是描述地球表面形态多种信息空间分布的片、卫星影像为数据源生成不同精度的/<8。综合各种因有序数值阵列，当这一信息为地面高程时，成为数字高程模素，我们分别选用>!?和<>/

6、@A进行地形图数字化，B

7、向来加工数字高程模型/<8。B

8、生成高精度的/<8需要航空照片。清江航空数据采用E543=3加工，主要的步骤包括：定向、修测、正收稿日期：!""!#"$#"%射。河道附近/<8利用地形图生成，我们