虚拟三维地形模型的建模技术研究.pdf

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1、2014年第1期桂林航天工业学院学报(总第73期)JOURNALOFGUILINUNIVERSITYOFAEROSPACETECHNOLOGY信息与电子工程虚拟三维地形模型的建模技术研究常彦博李智／1桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004．、＼2桂林航天工业学院，广西桂林541004／摘要三维地形建模技术是视景仿真系统开发的关键因素。为了缩短地形建模时间和提高地形模型的真实性，提出了一种基于TerraVista的地形建模方法。该方法将获取的数字高程模型(DEM)数据、文化特征数据及其遥感影像数据进

2、行融合，并通过地形转换算法及矢量数据的映射生成比较真实的三维地形模型。测试结果表明，该方法快速、高效地生成了三维地形模型，并为三维地形建模的进一步研究提供了参考和依据。关键词地形建模；数字高程模型；视景仿真；真实性中图分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：2095—4859(2014)01—0012—4上世纪8O年代，美国科学家拉尼尔提出虚拟1地形建模的总体设计现实技术(VirtualReality，简记VR)，又称灵境技基于TerraVista的地形建模设计主要可分为术。VR是综合利用了计算机图形学、仿真技

3、术、三个方面的设计：一是原始数据的获取与转换；二多媒体技术、人工智能技术、计算机网络等技术，模是地形模型的建模，基于转换的数据选择地形转换拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够算法、设置地形转换参数、进行纹理映射和实例化沉浸在计算机生成的虚拟环境中，通过语言、手势矢量数据；三是生成地形模型并对其进行优化处等自然的方式与之进行实时交互，创建一种适人化理。虚拟三维地形模型建模具体流程如图1所示。的多维信息空间。自20世纪5O年代起，虚拟现实高程模型l’数地与形参转数换设算置法r_．匡技术发展先后经历了3个阶段：起

4、始阶段，探索阶段和全面发展阶段。视景仿真是虚拟现实最重要遥据文化特征数据一_J数据l转的实例化的表现形式之一，视景仿真目前应用于工业、教育、文化特征L．．．换纹理映射军事训练：游戏开发等多种领域。数据l’TerraVista地形优化处理I-实时视景仿真系统开发的关键技术是三维地图1地形建模流程示意图形建模技术，构建虚拟三维地形模型有MuhiGenCreator、TerraVista、CreatorTerrainStudio等工具。TerraVista是Presagis公司基于Windows2原始数据的获取与转换平台的

5、实时3D复杂地形数据库建模工具，专门应2．1原始数据的获取用于处理高精度大面积地形数据，并且支持多种数地形模型建模之前需要获取的数据有数字高据格式导人和多种数据格式输出。Nevada飞行实程模型数据(DEM)、文化特征数据和遥感影像验场、西部欧洲和整个美国的地形三维建模都是用数据。该软件完成的。本文选用TerraVista软件完成虚数字高程模型主要描述区域地貌形态的空间拟三维地形建模，重点介绍了数据高程模型分布，通过等高线或相似立体模型进行数据采集(DEM)数据源的获取途径及提出了一种简单的数(包括采样和量测)，然后

6、进行数据内插而形成的。据源转换方式，并在这种转换方式的基础上研究基DEM数据包括平面位置和高程数据两种信息，可于TerraVista的地形建模方法。以直接通过全站仪、GPS等进行测量，也可以间接地从航空影像、遥感图像或者地形图上得到。本文*作者简介：常彦博，女，河南濮阳市人。硕士研究生。研究方向：精密测量与智能控制。122014年第1期桂林航天工业学院学报(总第73期)JOURNALOFGUILINUNIVERSITYOFAEROSPACETECHNOLOGY常彦博李智／文中所采取的高程数据来源于中国科学院计算机网络

7、信息中心国际科学数据镜像网站(http：／／dat—amirror．csdb．cn)。数据为SRTM90米分辨率数lII’Tt字高程原始数据，根据STRM的数据组织方式，下IGcner圊lGridding设置lIExportBound~l载的数据位于第60列第7行，以GeoTIFF的数据GlobalMapper设置格式进行存储。ll文化特征数据又叫矢量数据，融合到地形模型1．asc格式的DEM高程数据l1．ecw格式的影像的数据I中会使模型更加真实、自然。矢量数据模型分为三图3数据转换方法种：点状模型、线状模型和面状

8、模型。点模型的实具体转换操作如下：例有房屋、树木和标志牌等；线模型的实例有道路、第一步：利用GlobalMapper软件采集格式为河流、围墙和管线等；面模型的实体有森林、湖泊和GeoTIFF的高程数据的经度、纬度和高度等数据城镇等。本次设计的文化特征数据是根据实际场信息。景设计而来，具体矢量数据分布如图2所示。第二步：导出电子图与地形高程数据，