本文選題：地形實(shí)體模型　切入點(diǎn)：快速成型　出處：《蘭州交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：三維地形實(shí)體模型是以立體實(shí)物的方式對地理空間信息的可視化表達(dá),能夠?yàn)槿藗冄芯糠治龅匦蔚孛埠偷乩砜臻g要素提供形象逼真、立體直觀的三維立體信息。然而,傳統(tǒng)的地形實(shí)體模型因制作速度慢、精度低等不足,已無法滿足現(xiàn)代社會對測繪保障實(shí)時(shí)、精確、高效的要求。隨著現(xiàn)代信息化和先進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展,數(shù)控自動化技術(shù)和快速成型技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的產(chǎn)品制造。近年來,有研究者針對先進(jìn)制造和快速成型技術(shù)在GIS領(lǐng)域的應(yīng)用做了相關(guān)的研究,為高精度、真彩色三維地形實(shí)體模型的制作提供了解決思路。因此,本文從三維地形制圖綜合、STL(Stereo Lithography)地形模型構(gòu)建、紋理信息精準(zhǔn)匹配以及地形實(shí)體模型的快速成型方法等方面,探討了真彩色三維地形實(shí)體模型快速成型的關(guān)鍵技術(shù)。主要的內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)基于多尺度DEM地形因子的空間自相關(guān)特征,結(jié)合地形實(shí)體模型快速成型的比例尺和成型精度,提出了一種面向地形實(shí)體模型快速成型的DEM地形化簡方法。通過對不同地形因子的局部自相關(guān)性分析,根據(jù)不同的顯著性所對應(yīng)的地形特征,設(shè)定閾值選取地形特征點(diǎn)構(gòu)建化簡結(jié)果DEM。實(shí)驗(yàn)表明,該方法能夠按照地形實(shí)體模型的應(yīng)用需求,保持地形的結(jié)構(gòu)特征和局部細(xì)節(jié),解決了地形實(shí)體模型表面碎部太多、地理要素不分明和雜亂無章等問題。(2)通過分析DEM數(shù)據(jù)和3D打印數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),探討了三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建曲面模型的原理和相關(guān)算法,將簡化后的DEM轉(zhuǎn)換為高程點(diǎn)云數(shù)據(jù),構(gòu)建了三維地形STL表面模型的三角形網(wǎng)格曲面。并根據(jù)模型的設(shè)計(jì)需求和快速成型對模型數(shù)據(jù)的要求,對三維地形STL表面模型進(jìn)行了進(jìn)一步處理和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了基于DEM數(shù)據(jù)的三維地形實(shí)體模型的構(gòu)建。(3)為了評價(jià)方法的效果和實(shí)用性,通過不同材質(zhì)和不同紋理數(shù)據(jù)組合,實(shí)現(xiàn)了兩種真彩色三維地形實(shí)體模型的快速成型方法。首先,基于數(shù)控雕刻和三維立體噴繪技術(shù),提出了一種真彩色地形實(shí)體模型的自動化制作方法,實(shí)現(xiàn)了地形模型和紋理信息的有效匹配;其次,基于3D打印技術(shù),設(shè)計(jì)了真彩色地形實(shí)體模型的快速成型方法,實(shí)現(xiàn)了高精度、真彩色地形模型的快速成型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種方法均能適應(yīng)高精度地形實(shí)體模型的快速構(gòu)建和紋理信息的有效匹配,大幅度地提高了模型的精度,較好的表達(dá)了地形的結(jié)構(gòu)特征和地理空間信息。
[Abstract]:The 3D terrain model is the visual expression of spatial information to three-dimensional physical way, can provide a vivid image for people to analyze the landform and geographical elements of space, three-dimensional stereoscopic information. However, the traditional terrain model due to the production of slow speed, low precision, has been unable to meet the modern society of Surveying and mapping the real-time, accurate and efficient. With the rapid development of modern information technology and advanced manufacturing industry, CNC automation technology and rapid prototyping technology has been widely used in various fields of manufacturing. In recent years, researchers in advanced manufacturing and rapid prototyping technology application in the field of GIS has made the related research, for high precision that provides the solution of making true color 3D terrain model. Therefore, this article from the 3D terrain comprehensive mapping, STL (Stereo Lithography) terrain model Build, texture information and precise matching of terrain model rapid prototyping method, and discusses the key technology of true color 3D terrain model of rapid prototyping. The contents and results are as follows: (1) the autocorrelation characteristic of terrain factor DEM multi scale space based on the combination of terrain model of rapid prototyping and forming precision scale and we propose a new terrain model of rapid prototyping DEM terrain simplification method. Through local on different terrain factors correlation analysis, according to the topographic characteristics corresponding to the different salience, setting the threshold feature to build simple results DEM. experiments show that this method can according to the application requirements of terrain model the structure features of terrain and local details, solve the terrain model surface detail too much, geographical factors is not clear and out of order problem (2). Through the analysis of the data structure of DEM data and 3D print data, discusses the principle of constructing surface model of three-dimensional point cloud data and related algorithms, the simplified DEM transformation for elevation point cloud data, construct the triangular mesh of 3D terrain surface model STL. And according to the design requirements of the demand model and rapid prototyping of model data the further processing and optimization of 3D terrain surface model of STL was constructed, the 3D terrain model based on DEM data. (3) in order to evaluate the effect and practicability of the method, through the different materials and different texture data, realizes the rapid prototyping method of two kinds of true color 3D terrain model at first, the CNC engraving and three-dimensional printing technique based on the proposed method of making an automatic color terrain model, the terrain model and the texture information is Effect of matching; secondly, 3D printing technology based on the design of the rapid prototyping method of true color topographic entity model, and has high accuracy and rapid prototyping of color topographic model really. The experimental results show that the two methods are effective, can meet the high precision terrain model quick construction and texture information, greatly to improve the precision of the model, a better expression of structural features and geographical terrain information.

【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P208

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1580806