数字地图的三维可视化研究及其若干应用

奚大平; 江文萍

数字地图的三维可视化研究及其若干应用

奚大平^1,,
江文萍²

1.
中国地质大学信息工程学院, 湖北武汉 430074
2.
武汉大学资源与环境科学学院, 湖北武汉 430079

基金项目:

国家“九五”重中之重科技攻关项目 96-B02-03-05

详细信息

作者简介:
奚大平(1975-), 女, 助教, 主要研究方向为地图学与地理信息系统. E-mail: xidaping@sohu.com

中图分类号: TP302.4
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出版历程
- 收稿日期: 2001-11-16
- 刊出日期: 2002-05-25

Research and Application of Three-Dimensional Visibility Based on Digital Map

XI Da-ping^1
,,
JIANG Wen-ping²

1.
Faculty of Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
2.
Faculty of Resources and Environment Science, Wuhan University, Wuhan 430079, China

摘要

摘要: 三维可视化理论与技术的引入使得传统静态的、平面的地图向动态的、三维的方向发展, 地图的三维可视化正成为GIS与数字制图领域的一个新的研究课题.数字地图及其建库技术的研究为其三维可视化研究提供了有力的技术支持和充足的数据来源.主要研究基于等高线与离散高程点的地形模型(DEM) 的建立、兼顾地形(即基于DEM) 的街区与街道、居民地模型的建立, 以及植被、道路、水系等各主要要素的三维模型的建立及其显示, 对三维点状地图符号库的建立、模型的动态显示及航空影像的叠加显示等进行了研究.最后对三维可视化技术在基于数字地图的地貌晕渲、模拟飞行、虚拟城市等方面的应用作了探讨.
- 数字地图 /
- 三维可视化 /
- 数字高程模型 /
- 地貌晕渲 /
- 模拟飞行 /
- 虚拟城市
Abstract: The application of 3D visibility theory and technology in the cartography science promotes the evolution of the traditional, static and planar maps toward the dynamical and 3D maps, and this has become a new research field of geographic information system (GIS) and digital cartography. The study on the digital map and database provides the edgecutting technology and abundant data resources for the research on 3D maps. This paper discusses the construction of digital elevation model (DEM) which is based on contour and scattered elevation points, the modeling based on DEM and display of other elements of topography map, such as block, street, residential area, vegetation, road network and water system, etc. and gives an account of the establishment of 3D topographical symbol library, dynamical display of the model and the overlay representation with orthographic image. Finally, it explores the application of the 3D visibility technology in shaded relief maps, simulant flights, and virtual cities, etc.
- digital map /
- 3D visibility /
- digital elevation model /
- shaded relief map /
- simulant flight /
- virtual city

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图 1 三角形的法向

Fig. 1. Normal vector of triangle

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图 2 顶点法向的计算

Fig. 2. Calculation of normal vector on vertex

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图 3 规则三角网的构造

Fig. 3. Construction of triangulated regular network

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图 4 多边形的三角剖分

Fig. 4. Triangulation decomposition of polygon

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图 5 覆盖在DEM上的多边形区域

Fig. 5. Polygonal region covered on DEM

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图 6 不规则多边形与三角形

Fig. 6. Irregular polygon and triangle

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图 7 曲线与曲面

Fig. 7. Curve and surface

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图 8 曲面三角网的构造

Fig. 8. Construction of triangulation network

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图 9 居民地模型的构造

Fig. 9. Construction of building model

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图 10 三维图形的显示流程

Fig. 10. Display procedure of three-dimensional graphics

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图 11 地貌晕渲

Fig. 11. Shaded relief map

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图 12 模拟飞行

Fig. 12. Simulant flight

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图 13 虚拟城市

Fig. 13. Virtual city

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图 14 卫星通视性检测

Fig. 14. Visibility detection of airplane and satellites

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参考文献(7)

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