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
计量
- 文章访问数: 3906
- HTML全文浏览量: 559
- PDF下载量: 13
- 被引次数: 0
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

HTML全文

图 1 三角形的法向

Fig. 1. Normal vector of triangle

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 顶点法向的计算

Fig. 2. Calculation of normal vector on vertex

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 规则三角网的构造

Fig. 3. Construction of triangulated regular network

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 多边形的三角剖分

Fig. 4. Triangulation decomposition of polygon

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 覆盖在DEM上的多边形区域

Fig. 5. Polygonal region covered on DEM

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 不规则多边形与三角形

Fig. 6. Irregular polygon and triangle

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 曲线与曲面

Fig. 7. Curve and surface

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 曲面三角网的构造

Fig. 8. Construction of triangulation network

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 9 居民地模型的构造

Fig. 9. Construction of building model

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 10 三维图形的显示流程

Fig. 10. Display procedure of three-dimensional graphics

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 11 地貌晕渲

Fig. 11. Shaded relief map

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 12 模拟飞行

Fig. 12. Simulant flight

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 13 虚拟城市

Fig. 13. Virtual city

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 14 卫星通视性检测

Fig. 14. Visibility detection of airplane and satellites

下载: 全尺寸图片幻灯片

参考文献(7)

[1]	江文萍, 杜清运. 《中国深圳》光盘地图中三维模拟飞行的研制[J]. 地图, 2000, (4): 13-15. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DITU200004007.htm JIANG W P, DUQ Y. Research& development of 3D simulant flight in Shenzhen of China CD-ROM map[J]. Cartography, 2000, (4): 13-15. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DITU200004007.htm
[2]	邬伦, 刘瑜, 马修军, 等. 地理信息系统[M]. 第一版. 北京: 科学出版社, 2001. WU L, LIU Y, MA X J, et al. Geographic information system[M]. lst Edtion. Beijing: Science Press, 2001.
[3]	Moore R R, Johnson S E. Three-dimensional reconstruction and modeling of complexly folded surfaces using mathematics [J]. Computers and Geosciences, 2001, 27 (4): 401-418. doi: 10.1016/S0098-3004(00)00079-0
[4]	Marschallinger R. Three-dimensional reconstruction and visualization of geological materials with IDL— examples and source code[J]. Computers and Geosciences, 2001, 27 (4): 419-426. doi: 10.1016/S0098-3004(00)00126-6
[5]	江文萍, 杜清运. 数字地图三维可视化的若干研究与应用[A]. 第三届两岸测绘发展研讨会论文集[C]. 香港: [s. n. ], 2000.80-89. JIANG W P, DU Q Y. Researches and applications of 3D visibility of digital map[A]. Proceedings of the 3rd Across-theStrait geomatics conference[C]. Hongkong: [s. n. ], 2000.
[6]	周成虎, 李军. 地球空间元数据研究[J]. 地球科学———中国地质大学学报, 2000, 25 (6): 579-585. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX200006006.htm ZHOU C H, LI J. Research into geo-spatial metadata[J]. Earth Science—Journal of China University of Geosciences, 2000, 25 (6): 579-585. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX200006006.htm
[7]	戴福初, 李军, 张晓晖. 城市建设用地与地质环境协调性评价的GIS方法及其应用[J]. 地球科学———中国地质大学学报, 2000, 25 (2): 209-214. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX200002019.htm DAI F C, LI J, ZHANG X H. GIS method and its applications to evaluation of coordination between urban land use and geoenvironmental potential[J]. Earth Science—Journal of China University of Geosciences, 2000, 25 (2): 209-214. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX200002019.htm