基于GeoTIFF数据格式的Creator三维地形 建模方法研究

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如何进行三维地形模型构建与分析

如何进行三维地形模型构建与分析

如何进行三维地形模型构建与分析地形模型是地理信息系统(GIS)中重要的组成部分,它提供了对地表形态和地貌特征的三维可视化和分析。

三维地形模型的构建与分析越来越受到学术界和工业界的关注,在城市规划、自然资源管理和灾害防治等领域具有广泛的应用。

本文将介绍如何进行三维地形模型的构建与分析,并探讨一些实用的工具和方法。

一、数码摄影与激光雷达技术构建三维地形模型的首要任务是获取地表的几何数据。

目前常用的方法主要有数码摄影与激光雷达技术。

数码摄影利用高分辨率的数码相机拍摄地面景物,通过计算机图像处理和摄影测量技术生成三维模型。

激光雷达则利用由飞行器或地面设备发出的激光脉冲探测地面,通过接收脉冲返回的时间和强度信息来计算地表高程。

二、地表数据处理与配准获得地表数据后,需要对其进行处理和配准。

数据处理包括图像校正、去噪和配准等步骤。

图像校正主要是校正图像失真,使其符合真实地面形态;去噪则是去除图像中的干扰信息,保留真实地表的特征;配准是将不同数据源获得的数据进行精确对准,以保证后续分析的准确性。

三、地形模型构建通过地表数据处理后,可以开始构建三维地形模型。

常用的方法包括三角网格化和体素化。

三角网格化是将地表数据进行三角形拟合,生成一个连续且光滑的地表模型。

体素化则是将地表数据划分为小立方体(体素),每个体素代表一个地表区域,再通过插值等方法生成连续的三维模型。

这两种方法各有优缺点,选择应根据具体需求和数据特点进行。

四、地形模型分析三维地形模型的分析是利用模型来探索地表特征、模拟地貌过程和预测地理现象的方法。

常见的地形模型分析包括地形剖面分析、坡度和坡向计算、流域提取和水文模拟等。

地形剖面分析是通过抽取地表数据的剖面来分析地表形态的变化。

坡度和坡向计算则是分析地表的陡峭程度和朝向。

流域提取可以根据地表高程和水流方向进行,用于分析洪水的传播和河流的形成。

水文模拟则是模拟地表径流和水文过程,用于灾害风险评估和水资源管理。

如何进行三维地图的建模和展示

如何进行三维地图的建模和展示

如何进行三维地图的建模和展示三维地图的建模和展示是近年来地理信息系统领域的一项重要研究内容。

随着科技的不断进步和人们对地理信息的需求不断增加,三维地图的制作和展示正逐渐成为全球各行各业的重要工具和应用。

本文将介绍如何进行三维地图的建模和展示,以及一些相关技术和方法。

首先,三维地图的建模是一个复杂而精细的过程。

它需要地理空间数据的采集、处理和分析。

一般来说,地理空间数据的采集可以通过卫星遥感、GPS定位、数字摄影等技术手段来完成。

采集到的数据需要进行整理和处理,剔除不符合要求或有误差的数据点。

然后,通过地理信息系统软件,将数据进行空间分析和建模。

在建模的过程中,可以采用栅格模型和矢量模型两种不同的数据结构,分别适用于不同场景的建模需求。

其次,三维地图的展示是将建模数据以合适的方式呈现给用户的过程。

三维地图的展示可以分为两个方面,一是展示平台的选择,二是展示方法的选择。

在展示平台的选择方面,目前常用的平台有桌面端、移动端以及Web端。

不同的平台适用于不同的用户需求和使用环境,因此在选择展示平台时需要根据具体情况来决定。

在展示方法的选择方面,可以采用静态展示和交互式展示两种方式。

静态展示通常是通过图片或视频的方式呈现,更适用于简单的展示需求;而交互式展示则可以通过用户的操作来实现对地图的探索和查询,更适用于复杂的展示需求。

除了建模和展示,三维地图的应用也是非常广泛的。

三维地图不仅可以用于城市规划、交通规划等领域,还可以应用于旅游、游戏等娱乐领域。

例如,通过三维地图可以方便地查看和规划旅游线路,提供更好的旅游体验;通过三维地图可以制作逼真的游戏场景,增加游戏的可玩性和真实感。

此外,在环境监测、灾害预警等方面,三维地图也有着重要的应用价值。

最后,要进行三维地图的建模和展示,还需要掌握一定的技术和方法。

例如,要进行三维地形的建模和展示,可以采用数字高程模型(DEM)和三维网格模型等技术手段;要进行建筑物的建模和展示,可以采用激光扫描和摄影测量等技术手段;要进行动态交通模拟和可视化,可以采用交通仿真和虚拟现实等技术手段。

如何进行三维地理信息系统建模

如何进行三维地理信息系统建模

如何进行三维地理信息系统建模三维地理信息系统(Three-dimensional Geographic Information System,简称3D GIS)是利用计算机技术和地理信息系统原理,将传统二维地理信息转化为具有三维感知效果的模型,以实现更全面、直观的地理信息展示和分析。

本文将探讨如何进行三维地理信息系统建模,从数据获取、模型构建、可视化展示和应用分析等方面进行论述。

一、数据获取三维地理信息系统建模的关键是数据获取,其数据来源包括卫星遥感影像、地形地貌数据、建筑模型、气候信息等多种数据类型。

卫星遥感影像可以通过卫星或无人机获取,用于获取区域的地表纹理和地物信息。

地形地貌数据可以通过激光雷达扫描、航空摄影测量等技术获取,用于描述地形的高程和坡度等信息。

建筑模型可以通过借助建筑测量工具进行采集和建模,用于表达建筑物的真实形态和结构信息。

气候信息可以通过气象台站实时获取或基于历史气象数据计算得出,用于模拟地理环境的气候效果。

二、模型构建三维地理信息系统建模的核心是构建地理模型,即将获取的数据进行整合和处理,形成三维场景模型。

模型构建的过程通常包括数据预处理、特征提取和模型拼接等步骤。

数据预处理主要是对获取的地形、建筑等数据进行去噪、插值和平滑处理,以消除数据的不完整性和不一致性。

特征提取是将地表纹理、地形高程等信息从原始数据中提取出来,用于构建真实的地理场景。

模型拼接是将不同数据源的模型进行拼接和融合,以实现连续和完整的地理视景效果。

三、可视化展示三维地理信息系统建模的目的是为了实现地理信息的直观展示,所以可视化展示非常重要。

可视化展示主要通过图像渲染和交互操作实现,以呈现真实的地理环境效果。

图像渲染主要包括光影效果、颜色映射、纹理贴图等技术,以增强场景的真实感和美观性。

交互操作是指用户在三维地理信息系统中的操作行为,如平移、缩放、旋转等,以实现用户对地理场景的观察和查询。

四、应用分析三维地理信息系统建模不仅可以用于地理信息展示,还可应用于多种领域的分析和决策支持。

三维地质建模技术方法及实现步骤.ppt

三维地质建模技术方法及实现步骤.ppt
这些算法所产生的结果均是确定性的。 这些传统的插值算法,仅考虑到观测点与 待估点之间的距离,而没有考虑到空间位 置之间的相互关联,既地质规律所造成的 储层参数在空间上的相关性,应用效果不 尽人意。这个时期,开创了用数学方法解 决地质问题的先河。
3.2 地质建模的发展时期:克里金
(地质统计学克里金估值方法)
总单元数508250
建模范围
三维断层模型
构造建模 采用确定 性建模, 因为构造 基本是确 定的,没 有随机性
三维断层模型 (Fault Modeling)
三维油组框架模型
Make-Horizons
三维地质结构模型
Make-zones 三维地质结构模型
三维垂向网格剖分模型
Layering
垂向平均网格厚度0.5米
二、主要随机建模方法及特点
序贯指示模拟法SIS (针对离散/连续变量) 在序贯指示模拟中,局部条件概率分布直接由指
示克里金方程组求得。 序贯高斯模拟法SGS (针对连续变量)
在序贯高斯模拟中,局部条件概率分布都假设为 高斯分布,其均值和方差由简单克里金方程组求得。
示性点过程的储层建模方法最早有挪威学者提出,是一种基于目标的
曲线,地质家手工对比到可能的最小单元(一 般为砂组,或三级旋回),计算机建模时按一 定的地质规律进一步机械劈分。
对于我国陆相沉积,尽可能正确控制到“十 米
级”单元。
小层对比仍有一定的经验性(艺术)。
模拟单元划分
网格设计 平面: 50×50M
纵向细剖分 Layers: 107
网格单元数 125×38×107,
克里金算法虽然能够反映各向异性,但无法表征储层井间预 测的不确定性。
3.3 地质建模的兴盛时期:随机建模

三维地形模型的构建方法及精度评估

三维地形模型的构建方法及精度评估

三维地形模型的构建方法及精度评估一、引言随着科技的不断发展,地理信息系统(GIS)在各个领域得到了广泛应用,其中地形模型的构建是GIS中的一个重要环节。

三维地形模型可以为人们提供更直观的地理信息展示和分析方式,因此在城市规划、环境评估、自然灾害预测等领域具有重要的研究价值。

本文将探讨三维地形模型的构建方法以及其精度评估。

二、三维地形模型的构建方法1. 遥感技术遥感技术是通过卫星、航空器等对地球表面进行观测的手段。

利用遥感数据可以获取地形信息,从而构建三维地形模型。

通过遥感技术,可以获得高分辨率的数字高程模型(DEM),进而生成三维地形模型。

2. 光线测量技术光线测量技术是一种基于光线追踪的方法,常用的测量设备包括激光器、摄像机等。

通过测量地面上不同点的光线反射,可以获得地面的高程信息。

根据测量数据,可以构建出真实且精确的三维地形模型。

3. 摄影测量技术摄影测量技术是利用摄影机对地面进行拍摄,并通过对照点的测量和图像处理,得到地面高程信息的一种方法。

根据航空或航天摄影所获得的影像,可以通过图像处理和测量技术来构建三维地形模型。

三、三维地形模型精度评估方法构建三维地形模型的精度评估是非常重要的,只有了解模型的精度情况,才能更好地应用于实际应用中。

以下是两种常见的评估方法:1. 高程精度评估高程精度评估主要是通过对比三维模型中的高程数据与实际地面高程数据,来评估其精度情况。

可以通过在现地进行实地测量,然后与三维模型进行对比,计算出误差值。

另外,还可以使用已知的高程点进行对比,以验证三维模型的精度。

2. 空间精度评估空间精度评估主要是对三维地形模型的几何信息进行评估。

可以通过在现地采集控制点坐标并与三维模型进行对比,计算出误差值。

另外,也可以使用地理信息系统软件进行数据对比,例如对比三维模型中的路径与实际地理坐标路径是否吻合。

四、三维地形模型的应用和展望通过三维地形模型的构建和精度评估,可以更好地应用于实际的城市规划、环境评估等领域。

如何进行三维地形建模和可视化呈现

如何进行三维地形建模和可视化呈现

如何进行三维地形建模和可视化呈现三维地形建模和可视化呈现对于地理信息系统(GIS)和虚拟现实技术来说,是一个重要且复杂的任务。

它涉及到对地球表面的各种地形特征进行精确的数字化表达,以便为用户提供清晰、真实的地理感知。

本文将介绍三维地形建模和可视化呈现的基本原理、方法和应用。

一、三维地形建模的基本原理三维地形建模是将地球表面的复杂地形特征以数字化的方式进行表达和呈现。

它的基本原理是利用地理数据和数学模型来描述地形的几何和地貌特征。

常用的地理数据包括数字高程模型(DEM)、地质地球物理数据、卫星遥感影像等。

数学模型则包括曲面拟合、插值算法、聚类分析等。

地形的数字化表达主要有两种方式:网格模型(grid-based)和三角网格模型(TIN)。

网格模型通过在地球表面上构建规则网格,将每个网格单元的高程值(或其他属性)与地理坐标相对应,从而精确描述地形特征。

三角网格模型则通过将地球表面离散化成一系列三角形面片,并将每个面片的顶点位置和属性数据存储在数据库中来建模和表达地形。

网格模型适用于规则地形的建模,而三角网格模型适用于不规则、复杂的地形。

二、三维地形建模的方法在实际应用中,三维地形建模常常需要综合利用多种数据和方法。

其中,数字高程模型是三维地形建模的基础,可以通过激光雷达、测量、遥感技术等手段获取。

除了数字高程模型,其他地理数据,如地质、地球物理数据等也可以用来辅助建模。

三维地形建模的方法包括了基于物理模型的建模、基于统计模型的建模和基于图像解译的建模。

1. 基于物理模型的建模:这种建模方法是使用物理原理来模拟地形的生成和演化过程。

常用的物理模型有水流模型、风蚀模型、地震模型等。

这种方法可以模拟地形的各种地貌过程,如河流侵蚀、土壤侵蚀、露天矿井开采等。

2. 基于统计模型的建模:这种建模方法通过分析地理数据之间的统计关系,来推断地形变量之间的关系。

常用的统计模型包括回归模型、插值模型、聚类模型等。

这种方法适用于没有明确的物理过程可供模拟的情况,可以根据数据的统计特征来推测地形的形态和分布。

GOCAD 软件三维地质建模方法

GOCAD 软件三维地质建模方法

GOCAD 软件三维地质建模方法1建模方法GOCAD 三维地质建模主要包括两类:一类是构造模型(structural modeling)建模,一类是三维储层栅格结构(3D Reservoir Grid Construction)建模。

(1)构造模型(structural modeling)建模建立地质体构造模型具有非常重要的意义。

通过建立构造模型能够模拟地层面、断层面的形态、位置和相互关系;结合反映地质体的各种属性模型的可视化图形,还能够用于辅助设计钻井轨迹。

此外,构造模型还是地震勘探过程中地震反演的重要手段。

(2)三维储层栅格结构(3D Reservoir Grid Construction)建模根据建立的构造模型,在3D Reservoir Grid Construction 中可以建立其体模型;同时地质体含有多种反映岩层岩性、资源分布等特性的参数,如岩层的孔隙度、渗透率等,可对这些物性参数进行计算和综合分析,得到地质体的物性参数模型。

当采样值在地质体内密集、规则分布时,可以直接建立采样值到应用模型的映射关系,把对采样值的处理转化为对物性参数的处理,这样可以充分利用计算机的存储量大、计算速度快的特点。

当采样值呈散乱分布,并且数据量有限时,需要采用数学插值方法,拟合出连续的数据分布,充分利用由采样值所隐含的数据场的内部联系,精确的模拟模型中属性场的分布。

图1-1孔隙度参数模型分布图2 建模流程2.1数据分析(1)钻孔、测井分布及数据分析支持三维建模的数据主要为钻孔和测井。

由于对区域范围和建立三维地质建模的精度要求不同,得对所得到的钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析和处理是的必要。

根据钻孔、测井的分布范围和稠密程度可以大致确定地层的分布界限,对钻孔较少区域采取补充钻探或者采用其它方法进行处理。

图2-1由二维地质剖面图形成的三维连井剖面图(2)地质剖面对于建立三维地质模型,只根据钻孔和测井是不够的,在长期的地质勘探中形成的地质剖面图,对建立三维地质模型具有重要的作用。

如何进行三维地形建模

如何进行三维地形建模

如何进行三维地形建模地形建模是指将地理实体的形状、高程和纹理等特征以三维模型的形式表达出来的过程。

在许多领域中,如城市规划、土地利用、环境科学和军事等,三维地形建模都扮演着重要的角色。

本文将探讨如何进行三维地形建模,以及一些相关技术和工具。

一、数据收集进行三维地形建模的第一步是收集地形数据。

地形数据可以通过多种方法获取,包括遥感、地理勘测和激光雷达等。

其中,激光雷达是最常用的数据收集方式之一。

激光雷达技术通过发射激光束,并测量其从地面反射返回的时间来获取地形数据。

这些数据包括地面高程、坡度和纹理等信息,是进行三维地形建模的基础。

二、数据处理在收集到地形数据后,需要进行数据处理。

首先,需要对原始数据进行滤波和去噪,以去除数据中的噪声和异常值。

然后,可以利用插值算法对数据进行处理,填充缺失的数据点。

最常用的插值算法包括最邻近插值、反距离权重插值和克里金插值等。

插值后的数据可以更好地反映地形的真实情况,为后续地形建模提供准确的基础。

三、地形建模方法进行三维地形建模时,有多种方法可供选择。

其中,两种常用方法是三角网格和体素化。

1. 三角网格三角网格是一种基于三角形构成的数据结构,它能够有效地表示复杂的地形形状。

三角网格地形建模的核心是构建地形三角网并进行三角网格化。

首先,将数据点连接成不重叠的三角形网格,然后根据地形数据调整三角形的大小和形状,以便更好地表示地形特征。

最后,将纹理信息映射到三角网格上,使地形看起来更加真实。

2. 体素化体素化是一种将三维物体划分为小立方体(体素)的方法。

在地形建模中,可以将地块划分为一系列的体素,然后根据地形数据调整体素的大小和形状。

这种方法可以有效地表示大面积的地形,同时也能够保留细节信息。

然后,将纹理贴图应用于体素,以实现真实感。

四、软件和工具进行三维地形建模时,可以使用各种软件和工具来实现。

以下是一些常用的地形建模软件和工具:1. ArcGIS:ArcGIS是一套由ESRI开发的地理信息系统软件,其中包括地形建模工具和功能,可用于创建、编辑和分析地形数据。

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基于GeoTIFF数据格式的Creator三维地形建模方法研究摘要:大面积真实地形三维建模技术是视景仿真系统开发的难点问题。

提供了一种基于GeoTIFF数据格式的三维地形建模方法,采用Global Mapper格式转换技术将GeoTIFF数据格式转换为USGS DEM数据格式,应用Creator地形建模技术建立了某地域的三维地形仿真模型,实现了真实地形三维建模的快速化、实用化。

关键词:GeoTIFF数据;USGS DEM数据;Creator地形建模0 引言视景仿真是三维地形建模技术、图形处理和图像生成技术、立体影像和信息合成技术、计算机网络技术、仿真技术等诸多高新技术的综合应用,在军事训练、城市规划、健康医疗、教育培训等领域有着广泛的应用。

大面积真实地形三维建模技术是实时视景仿真系统开发的关键技术之一,是近年来视景仿真领域研究的热点。

能获取真实、准确地表述地形起伏特征的地形数据源是进行大面积真实地形三维建模的前提条件,地形数据源主要是指建立数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)用到的高程数据。

目前,利用遥感卫星技术获取地形高程数据进行大面积地形三维建模已成为真实地形建模的主要方法之一,本文研究了基于遥感GeoTIFF数据格式的Creator三维地形建模过程、方法和技巧。

1 GeoTIFF数据格式解析TIFF (Tag Image File Format)是Adobe公司制定的一种通用图像格式,其图像格式复杂,但由于它对图像信息的存放灵活多变,可以支持很多色彩系统,而且独立于操作系统,因此在遥感数据记录领域得到了广泛应用,由于遥感数据记录的是空间地理信息,用户只有在知道了坐标、投影等参数之后才能正确使用数据。

为了使遥感数据直接与其对应的地理信息建立联系,方便使用,Intergraph、Spot、SoftDesk、NASA等公司/机构充分利用TIFF扩展性强的特点,用一些自定义的私有标签(Tag)记录地理信息,并且制定了GeoTIFF(Geographic Tagged Image File Format)标准。

GeoTIFF标准作为TIFF标准的一种扩展,对各种坐标系统、椭球基准、投影信息等进行定义和存储,使图像数据和地理数据存储在同一图像文件中,这样就为开发人员制作和使用带有地理信息的图像提供了方便途径。

GeoTIFF目前支持三种坐标空间:栅格空间(Raster Space)、设备空间(Device Space)和模型空间(Model Space)。

栅格和设备空间在TIFF 6.0标准中已经定义。

为了支持影像和DEM数据的存储,GeoTIFF又将栅格空间细分为描述“面像元”和“点像元”的两类坐标系统;设备空间通常在数据输入/输出时发挥作用;模型空间是GeoTIFF引入的坐标空间,用来描述数据对应的地理位置,根据不同需要可选用地理坐标系、地心坐标系、投影坐标系和垂直坐标系(涉及高度或深度时)表示。

2009年,美国航空航天局(NASA)官方网站提供了GeoTIFF数据格式的最新全球遥感数据,该数据源采用的是GeoTIFF数据格式的DEM数据(简称GDEM),GDEM遥感数据记录的地域非常广阔,覆盖范围从北纬83°到南纬83°,除了部分极地区域,覆盖绝大部分的地球区域。

每个GDEM地形文件包含1°×1°度的范围,用一个3601×3601像素的TIFF图片来记录地形信息,采样精度达到了30 m,海拔精度为7-14 m,基本满足普通三维地形建模的数据精度要求。

2 GeoTIFF数据格式转换方法目前可用于进行三维地形建模的开发软件很多,比如3DS MAX、Auto CAD、Maya、MultiGen Creator等,使用的开发环境不同,所需要的数据源格式也不相同。

笔者选用MultiGen-Paradigm公司开发的Creator2.5软件进行三维地形开发,使用该软件建立模型,可以在满足实时性的前提下,生成面向仿真的、逼真度高的大面积地形。

然而GeoTIFF格式的DEM地形数据文件不能直接在MultiGen Creator中使用,首先必须将GDEM地形数据文件转换成MultiGen Creator支持的USGS DEM(U.S.Geological Survey Digital Elevation Models)格式或者DTED格式,然后利用Creator地形格式转换模块生成MultiGen Creator专用的数字高程数据(Digital Elevation Data,DED)格式文件,上述格式转换的过程是三维地形生成的重要环节,该转换过程可用图1所示的流程图进行描述。

图1 MultiGen Creator三维地形建模格式转换流程具体步骤为:(1) 应用Global Mapper软件提取GDEM数据文件中的地形数据信息,其中每个采样点用(经度,纬度、高程)表示,Global Mapper 会完成数据二维可视化图像和3D模型的显示。

如图2所示绘制的是北纬37度、东经117度附近地域的GeoTIFF格式的DEM地形模型。

图2 Global Mapper绘制的图3 USGS DEM数据格式GDEM数字高程模型转换成DED格式(2)在File菜单下选取Export Raster and Elevation Data项,在二级子菜单中选择Export DEM Command菜单项输出USGS DEM数据格式或者选择Export DTED command菜单项输出DTED数据格式。

(3)在Options属性页中设定经纬度方向的格网间距,在提取范围属性页中设定地形数据的经纬度范围,生成采样点的经纬度高程信息。

(4)打开Multigen Creator,借助Creator平台的Terrain模块的DED Builder 工具,将DEM格式文件生成Creator专用的高程数据格式文件(DED),如图3所示将USGS DEM数据格式转化为DED数据格式。

3 Creator三维地形生成方法根据仿真任务的不同需求,应建立不同分辨率的三维地形,比如飞行仿真需要大范围的地形,实时性要求高,但对地形细节要求不高,而基于地面的车辆驾驶和徒步行走的仿真,需要较高的分辨率,但是地形的使用范围较小,开发人员需要结合其仿真任务需求灵活设置不同的参数。

进行Creator三维地形的建模的关键内容是地形的LOD(层次细节)、投影方式、建模算法等参数的选取与设置。

3.1 层次细节模型参数设置层次细节模型(Level of Details,LOD)技术的思想是在不影响画面视觉效果的条件下,通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂度,其目的是提高绘制算法的效率,增加仿真的实时性。

例如,若有许多可见面在屏幕上的投影小于一个像素,则完全可以合并这些可见面而对画面的视觉效果没有任何影响。

该技术通常对每一原始多面体模型建立几个不同逼近精度的几何模型,与原模型相比,每个模型均保留了一定层次的细节。

由于LOD算法要涉及到动态细分或规并三角网,所以运用LOD算法时,常采用规则网格进行地形建模。

如图4所示在Creator中设置LOD 为3层。

图4 设置LOD 为3层图5 选择地图投影方式为Trapezoidal3.2 设置投影方式参数Creator提供5种地图投影方式:Flat Earth、Trapezoidal、Lambert Conic Conformal、UTM和Geocentric。

Flat Earth在原点使用纬度,得到调整每个x值的单收敛因子,生成一个矩形的地形;Trapezoidal 是一种方位角映射,在中心点最精确,离中心点越远越扭曲;Lambert Conic Conformal使用两条标准纬线,在北纬84°和南纬80°的中间最精确,距离两极越近越扭曲;UTM使用旋转90°的柱面圆柱投影,在经度上将地球分为6个区域,沿着中央子午线最精确,越远离子午线越扭曲;Geocentric方式使用圆形地球映射,Z轴以地球中心为起点通过北极。

我国地处中纬度地区,适合采用斜轴方位投影。

选择Trapezoidal地图投影方式,较好地保持了地形的轮廓形状和地理位置,使等变形线与制图区域的轮廓基本一致,减少了变形,提高了精度。

如图5所示设置投影方式为Trapezoidal地图投影方式。

3.3 选择建模算法用Creator将数字高程数据转换成地形时,可以选择4种转换算法,分别是Polymesh、Delaunay、CAT和TCT算法。

Polymesh转换算法主要适用于BSP进行遮挡计算的实时系统。

基本思想是,通过在原数字高程数据文件中对高程信息进行有规律的采用,从而获取地形多边形顶点坐标,创建矩形网络的地形数据库。

Delaunay转换算法是一种基于Delaunay三角网的地形生成算法,主要适用于使用Z-buffering进行遮挡计算的实时系统。

与Polymesh算法相比,生成相同精度的系统模型,使用Delaunay算法的地形模型中包含的多边形数量较少。

使用Delaunay算法时,数字高程数据中的每个高程点都会被采样,而且会从最低的LOD地形模型生成,较低LOD模型中的多边形顶点会被合并到较高的LOD地形模型中,以保证LOD地形之间的平滑过度。

TCT(Terrain Culture Triangulation)转换算法相当于一种限制性的Delaunay算法。

当使用TCT算法生成的地形时只能有一个单独的LOD,而且只能用于批处理地形转换中。

CAT(Continuous Adaptive Terrain)转换算法是一种改进型Delaunay转换算法,该算法提高了相邻LOD地形之间的平滑过渡,可以有效避免由Polymesh和Delaunay算法生成的多LOD地形模型转换的视觉跳跃现象。

本文选择Delaunay三角剖分算法,因为,与规则网格算法(Polymesh)相比,生成相同精度的地形模型,使用Delaunay转换算法的地形数据库中包含的多边形数量较少。

3.4 设置纹理贴图根据地形模型的LOD数量,将每张图片调整为相应数量和精度的分辨率,将它们加载到Creator的纹理调板,并定义为地形纹理,设置纹理图片的纹理坐标和地图投影方式。

纹理坐标必须对应于地形模型的面积范围和坐标位置,地图投影方式则必须和对应地形模型的设置一致。

然后通过Terrain/Batch GeoPut菜单命令,为对应的LOD地块模型映射纹理。

图 6 生成的不含纹理的三维模型图7 加入纹理映射后的三维模型3.5 进一步优化地形整个三维地形生成完毕后,将其导入视景驱动环境下,在计算机仿真硬件平台上,通过视点变换、其它仿真应用添加、网络连接等多个综合测试环节,观察场景运行的实时性和逼真度。

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