面向三維GIS應(yīng)用的動態(tài)水面繪制技術(shù)研究.pdf

1、三維GIS(Geographic Information System)和傳統(tǒng)圖形學(xué)中的動態(tài)水面模擬在信息可視化中應(yīng)用十分廣泛。在當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)熱潮的推動下，二者均達(dá)到了前所未有的應(yīng)用高度。三維GIS以及動態(tài)水面在虛擬場景中具有不可替代的重要作用。在傳統(tǒng)三維地形中，水面以紋理貼圖的方式呈現(xiàn)，該方法表示的水面是靜態(tài)的，不能滿足各應(yīng)用場景對動態(tài)水面的需求;另外，單一的動態(tài)水面模擬又無法發(fā)揮其本身所具有的應(yīng)用價值。針對上述問題，本文提出面向三維

2、GIS應(yīng)用的動態(tài)水面繪制方法研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用本文提出的方法能夠得到保持原邊界拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動態(tài)水面場景，且具有良好的視覺效果。本文主要研究工作包括以下幾個方面:
　　(1)本文分析總結(jié)了基于三維GIS的動態(tài)水面繪制的相關(guān)技術(shù)，并闡述基于三維GIS的動態(tài)水面繪制的意義。
　　(2)針對獲取現(xiàn)實(shí)中的水面邊界形狀比較困難這一問題，提出不規(guī)則水面邊界幾何特征提取方法。該方法主要從圖像處理的角度出發(fā)，通過對現(xiàn)實(shí)中水面數(shù)字圖像采用邊

3、緣提取和圖像分割操作，獲取水面邊界的像素信息，采用邊界特征點(diǎn)選取、局部擬合的方法進(jìn)行邊界簡化;最終得到與現(xiàn)實(shí)中的水面邊界形狀相似的簡化后的水面邊界。實(shí)驗(yàn)證明該方法在較小規(guī)模水面中能起到很好的效果。
　　(3)針對基于三維GIS的水面模擬方法對比研究。以Gerstner波模型為例，研究分析了基于水深的水面波動模擬的不同處理方法，針對大規(guī)模水面繪制提出水面模塊化的思想并加以驗(yàn)證，并從水面光照模型角度進(jìn)行對比研究，分析各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，旨