航空物探场值表面模型可视化系统开发

【摘要】：本论文内容涉及到表面可视化、计算机图形学、人机交互、软件工程、组件化系统设计以及航空物探等多种学科知识。 本论文完成的过程中,首先对可视化的国内外研究现状进行了初步的研究,并列举了热点研究问题,其次,对三维地理信息系统国内软件做了了解,并搜集了这些软件存在的实际问题,以此作为系统开发的目标。软件系统开发过程遵循模块化、面向对象、界面友好、精简易于掌握的原则。 系统的实现过程中,本文利用 ArcGIS9 推出的具有独立开发应用程序能力的组件库 ArcGIS Engine 以及面向对象开发语言 VB.NET,采用模块化的编程技术。具体可主要分为数据构建模块、可视化模块和分析模块。其中,数据构建模块主要实现 TIN 表面模型的构建、几种格式规则表面模型互转换、TIN 和 GRID 之间互转换等;可视化模块主要实现图层数据的显示、浏览、缩放、漫游、光照模型设置、窗体切换以及图层控制等功能;分析模块主要实现 TIN 和 GRID 表面模型派生等值线、坡度坡向数据以及同坐标系统下的覆盖同一区域的多表面模型隐含信息的表达。 基于以上的软件设计思路,在系统开发之前,对常见的表面模型TIN和GRID的构建算法和各自的优缺点进行详细的研究,运用 ArcGIS Engine 组件库的相应接口实现了 TIN、GRID 的构建以及等值线的派生,并提供了针对航空物探探测数据的实际情况的表面模型的构建方法,尽量避免平三角形和狭长三角形或者空值区域的产生。 本文在对诸如 GeoStar、ASCII GRID、ESRI GRID 几种常用的规则格网表面模型数据结构和组织方式进行详细研究的基础上,实现了两者之间的互转换。本文在对单表面模型信息表达进行研究的基础上,提出了多表面模型隐含信息表达的两种方式,一种是通过设置栅格表面图层透明度,第二种方式就是通过绘制给定路径下的多表面 Z 值剖面线图形,突破了 GIS 绘制单一表面剖面线的限制。