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航道工程整治设计三维可视化研究

魏玲  
【摘要】:三维地形虚拟场景的研究,是近年来虚拟现实技术及地理信息库技术结合的重要研究方向。基于VRML的虚拟现实技术可以实现对场景及其对象进行实时渲染与实时交互的功能,从而制造出效果极为丰富的造型和场景。随着计算机技术和图形学理论的发展,水利工程方面,对虚拟现实技术应用的需求越来越多。三维可视化技术已逐步成为港口、海岸、航道、运河等进行河床演变、泥沙淤积分析等科学研究、工程设计的前沿及重要手段,也是快速、及时地再现地形三维信息及综合分析的有效途径,可视化与虚拟现实技术使数字三维成果具有真实的效果和强烈的临场感。 课题基于VRML技术,分析研究各种三维地形模型的构建方式,针对性地选择了基于均匀网格的三维建模方法,利用VRML描述性语言的特点,在VC环境下,采用方便有效算法实时构建三维地形模型。同时根据设计航道参数,构建虚拟设计航道的模型,并且通过航道区域计算和判别以及设计航道、地形表面的部分透明度处理,实现了地形、航道和航道开挖效果的实时场景预览。将VRML技术与Java、JavaScript相结合,构建VRML虚拟场景,实现虚拟场景的实时浏览和交互。通过VB编写的用户界面,实现集成化的操作环境,达到简单、快捷预览设计航道场景的需要。 航道地形实景的再现有助于直观地进行航道线的确定及及相关设施的布局,对提高工程设计质量和效率,从二维设计向三维设计过渡有重要的促进作用,并产生较好的社会和经济效益。因此,该课题在工程应用方面具有实用价值。


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