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《东北师范大学》 2002年
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3D GIS中三维地形模拟与树木实体造型的研究

赵欣  
【摘要】: 地理信息系统(GIS)自产生以来,已经取得了许多可喜的成果。对基于真三维空间的三维GIS(3D GIS)的研究是GIS领域中的又一重大飞跃,其研究内容包括三维可视化处理、三维空间数据库管理和三维空间分析。目前,3D GIS仍处于研究和探索阶段,尚无成型产品问世。本文侧重于3D GIS中三维可视化处理技术的研究,涉及的内容包括3D GIS中的三维地形模拟和树木实体造型技术,目的是为在3D GIS中构建具有真实效果的三维地理场景做一些有意的探索和研究。 由于地面在3D GIS系统中具有重要而基础的作用,可作为3D GIS中三维可视化研究的出发点,因此本文将基于离散采集点的地面拟合作为研究的重点之一。采用非线性插值方法,用距离熵函数作为地表曲面拟合的插值函数,构造地表曲面的数学模型,并采用规则格网法进行表面剖分,最终实现地形的三维可视化效果。通过考虑距离因素,并结合香农熵理论,得出基于距离熵的曲面插值函数,将其用于地表曲面拟合,取得良好的拟合效果,拓宽了熵的应用与研究范围,同时也拓展了用于曲面拟合的数值计算方法。 树木是3D GIS中对现实环境进行逼真的描述和表达的一个重要地物。在GIS领域,人们已经做过一些有关树木模型的研究工作,但效果并不十分理想。本文基于分形理论,分别论述了用迭代函数系统和L系统进行三维树木建模的方法。同时,针对树木实体在3D GIS中的应用,对两种建模方法进行比较,确定L系统是3D GIS中构建树木实体的最佳方法,并从面向对象角度出发,给出基于L系统的树木实体类,从而使树木实体作为3D GIS中的对象之一融合到系统之中,为3D GIS领域中关于树木实体的表达寻找到一条新的而且是更有效的解决途径。 论文在最后给出了3D GIS中地面与树所构成的景观可视化系统的面向对象分析与设计。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP399

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