硕士论文样本

分类号 密级 U D C 编号中中 南南 大大 学学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY硕士学位论文硕士学位论文论 文 题 目 虚虚拟拟 GIS 下可下可视视化建模技化建模技术术研究研究 学科、专业 大地大地测测量学与量学与测测量工程量工程 研究生姓名 樊樊 小小 泊泊 导师姓名及 邹邹 峥峥 嵘嵘 副教授副教授 专业技术职称 周周 成成 虎虎 研究研究员员 i原原 创创 性性 声声 明明本人声明，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。论文主要是自己的研究所得,除了已注明 的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献，已在论文的致谢语中作了说明。作者签名： 日期：年月日关于学位论文使用授权说明关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学 位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学 位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门的规定，送交学位论文。 对以上规定中的任何一项，本人表示同意，并愿意提供使用。作者签名： 导师签名： 日期：年月日i摘 要虚拟地理信息系统是虚拟现实技术和多维地理信息系统技术相结合的产物， 是地理信息系统发展的新方向。从传统的 2DGIS 到多维 GIS，地理信息技术得 到了充分的发展；虚拟现实技术在创建和体验虚拟世界中的优势可以弥补地理 信息系统对地学数据的感知和体验上的不足。真实世界是纷繁复杂的，如何在 计算机上对现实环境进行仿真，重新构造出真实世界，这是进行科研和应用的 基础；虚拟地理信息信息技术的首要问题也就是如何对现实中的地理实体在计 算机中进行建模。 本文主要从虚拟地理信息系统技术的实际应用需求出发，探讨和研究了虚 拟地理信息系统建模过程中需要解决的问题，主要工作如下： （1）对现实世界进行了有效概括和抽象。现实世界中的对象多种多样， 但是计算机所能处理和表达的对象仅是其中的一部分，因此需要对真实环境中 的对象进行概括和抽象，从而明确需要建模的对象。作者运用面向对象的方法 给出了一个虚拟 GIS 建模的概念模型。 （2）研究了局部空间对象的图像建模方法。传统的 GIS 建模方法，在虚 拟环境建模中遇到了困难，需要在模型的精度和计算机的绘制速度之间采取一 定的折衷。为了弥补几何建模的不足，作者引入了局部空间对象的图像建模方 法。 （3）全景图像可以广泛地应用于风景评估、房地产展示、教育等领域。 作者对基于全景图像的虚拟环境建模和基于几何方法的虚拟环境建模的集成进 行了研究。 （4）如何充分利用已有的 2DGIS 数据和复杂地物的建模也是虚拟 GIS 建 模必须要解决的难题，作者结合实际需要，给出了相应的两个解决方案。 （5）纹理映射技术在虚拟环境建模中被广泛应用。针对虚拟环境中树木 这类重要对象，作者对基于图像的三维树木建模方法进行了改进。 （6）通过对虚拟地理信息系统下的可视化建模方法的研究，作者用实例 对以上研究进行了充分验证，取得了较满意的效果。关键词：关键词： 虚拟现实 地理信息系统 虚拟地理信息系统 面向对象 建模 全景图像iiABSTRACTV-GIS (Virtual Geographic Information System) is the result of combining Virtual Reality Virtual Reality has the advantage of apperceiving and experiencing geographic data, which makes up the deficiency of GIS. The real world is very complex, and how to simulate the real world and reconstruct real world in computer is the base of research and application; the primary problem of V-GIS is how to model the geographic object in computer. From the real application request of V-GIS development, this paper deals with the problem of modeling under V-GIS. The major work is as follows: 1. The efficient generalization and abstraction of the real world. The objects of the real world are various, but the computer just can process and express a portion of it; so we must generalize and abstract the real environment object, then define the objects which we must model. At last the author uses Object-Oriented method to give the concept model of V-GIS Modeling. 2. Research the modeling of image for the local special objects. With traditional modeling method of GIS we encounter some difficulties, we must keep a balance between the precision of model and rendering speed of computer. To make up the lack of geometric modeling the author introduces the modeling of image for the local special objects. 3. Panoramic images are used for the estimation of landscapes, display of real estate, education etc. The author research the combination of the modeling of virtual environment based on panoramic images and the modeling of virtual environment based on geometry. 4. How to use the existing data of two-dimension GIS and model the complicated object are the difficult problems of modeling under V-GIS to be solved. Under the need of application the author gives two solution methods separately. 5. The method of Texture Mapping is used widely in the modeling of virtual environment. To model an important object of tree in the virtual environment, the author improves the modeling method which is based on Texture. 6. Through the research of modeling under V-GIS, the author gives some applications of the above research method and gets satisfying results.KeyKey WordsWords: Virtual Reality Geographic Information System Virtual-GIS Object-Oriented Modeling Panoramic Images目 录 摘 要 .i ABSTRACT .ii 第一章 概 述 1 11 虚拟 GIS 研究背景 1 111 虚拟现实技术简介 .1 112 可视化技术研究进展 .2 113 地理信息系统发展方向 .3 12 目前虚拟 GIS 研究现状和存在的主要问题 4 121 虚拟现实和 GIS 集成研究现状 .4 122 虚拟 GIS 面临的问题 .7 13 本文研究意义和目的 7 第二章 虚拟 GIS 下可视化建模方法 .8 21 基于几何方法的对象建模技术 8 22 基于图像的建模技术 .10 23 虚拟 GIS 下建模分析与设计 .13 231 面向对象技术内涵 14 232 三维空间数据模型 .15 233 虚拟 GIS 下数据模型设计 .15 第三章 地形三维建模 22 31 地形表面的数学表达 .22 32 地形表面建模的几种方法 .23 321 基于离散点的表面建模 23 322 基于三角网的表面建模 24 323 基于格网的表面建模 27 324 混合方法表面建模 28 33 DEM 内插及简化处理 .28 331 DEM 的内插算法 28 332 DEM 的简化处理 31 第四章 地物三维建模 33 41 3D 图形学原理 33 411 坐标系的定义 .33 412 建立三维模型 34 413 颜色空间定义 34 42 建筑物三维建模 .35 421 二维数据的三维扩展解决方案 35 422 复杂地物的独立建模解决方案 3643 植物建模 .36 431 基于规则几何体的植物三维建模 .37 432 基于分形理论的树木三维建模 .37 433 一种基于图像的三维树木建模改进方法 38 第五章 虚拟环境下真实感图形生成技术 40 51 虚拟环境下的图形变换 .40 52 虚拟场景下的隐面消除 .41 53 光照模型计算 .43 54 虚拟场景下的纹理映射 .45 55 不同场景的细节层次 .48 551 不同比例尺下的 LOD 48 552 与视点相关的 LOD 49 第六章 虚拟地理信息系统下可视化建模应用实践 51 61 香港大屿山三维重建 .51 611 DEM 数据获取 51 612 DEM 生成 51 613 三维景观重建 .52 62 虚拟小区规划设计 .52 6