【摘要】：多波束測深系統(tǒng)能夠在與航線垂直的方向上采集成百上千個數(shù)據(jù)點,從而準(zhǔn)確快速高分辨率地表達(dá)出海底地形地貌,從而為海底地形精細(xì)表達(dá)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。海底地形可視化表達(dá)技術(shù)可利用多波束測深系統(tǒng)獲取的全覆蓋離散數(shù)據(jù)生成海底數(shù)字高程模型,并通過疊加顏色渲染及光照效果等方法,建立真實感的三維海底場景,能夠真實、直觀的描述海底地形,是人類了解、認(rèn)識海底環(huán)境的重要手段。因此,海底地形可視化方面的研究在國民經(jīng)濟、國防安全等諸多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。但多波束測深系統(tǒng)高效率作業(yè)的同時也決定了多波束測深數(shù)據(jù)的海量特性與冗余性,直接采用海量的多波束原始數(shù)據(jù)進(jìn)行海底地形分析與可視化表達(dá),必然會耗費大量的時間和計算機資源。因此,快速有效的多波束數(shù)據(jù)簡化算法,有利于多波束測深數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)。首先研究了傳統(tǒng)的基于TIN的數(shù)據(jù)簡化方法,針對其在判斷某一點是否需要簡化時遍歷查詢次數(shù)呈指數(shù)性增加的缺點,改進(jìn)了基于TIN的數(shù)據(jù)簡化方法流程,減少了簡化中的查找計算次數(shù);其次,提出了分區(qū)多閾值數(shù)據(jù)簡化方法,將測區(qū)內(nèi)多波束數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)則格網(wǎng)分區(qū),針對各個分區(qū)分別選取最佳簡化閾值,避免簡化后存在冗余及簡化過度導(dǎo)致地形特征點的缺失;最后,提出了多波束測深數(shù)據(jù)簡化質(zhì)量的評價方法。經(jīng)過實驗證明,改進(jìn)后的基于TIN的數(shù)據(jù)簡化方法使得數(shù)據(jù)簡化所耗費的時間大為縮短,分區(qū)多閾值法簡化算法的DEM中誤差優(yōu)于傳統(tǒng)單一閾值的簡化算法,同時進(jìn)一步縮短了簡化時間。然后進(jìn)行了多波束測深數(shù)據(jù)可視化表達(dá)研究。首先,分析了海底數(shù)字高程模型的類型及其優(yōu)缺點;第二,提出了基于RGB與HSL顏色模型進(jìn)行海底地形顏色漸變渲染的算法,以及針對海底DEM顏色渲染的配色方法;第三,分析了影響海底地形光照效果的相關(guān)因素,闡述了基于OpenGL的Phone光照模型與Gouraud明暗模型的原理,并基于OpenGL實現(xiàn)了海底地形光照效果的設(shè)置;最后,實現(xiàn)了基于OpenGL三維圖形庫的海底地形可視化表達(dá),與常用的海底地形繪圖軟件對比,本文的可視化表達(dá)效果比較平滑,顏色豐富,地形層次變化明顯,結(jié)合光照效果,增加了地形圖的立體性。
【圖文】：

本文所采取的區(qū)域劃分方法是均勻分塊，即把整個離散點覆蓋區(qū)域平均劃分逡逑成ＭｘＴＶ個子塊，每一個地形子塊的大小均相同，對應(yīng)了邋ＭｘＴＶ個數(shù)組，每個數(shù)逡逑組包含了該區(qū)域內(nèi)點的總數(shù)以及每個點的坐標(biāo)信息，如圖２．２所示。逡逑順逡逑＼邐逡逑ｆ邐邋■．逡逑ｊ邐！邐ｊ逡逑．＊邋＊邋＃邋＊逡逑＃邋？邋．逡逑？邋？逡逑！邐ｉ逡逑．？邐．：邐．邋？邋？邋？邋？邋ｉ逡逑S緬義希�？—辶x�？邋？辶x希殄�？逦？邋．逦？逦ｉ辶x希殄危懾義希殄危у危哄澹卞濉鰣危哄危桑哄義蟂緬義希懾危殄義�？邋．邋？辶x�？邋？辶x縣�、邋［逦劐＿邋逦逦１辶x賢跡玻怖肷⒌闈蚧皺義希疲椋紓玻插澹模椋觶椋螅椋錚鑠澹錚駑澹洌椋螅悖潁澹簦邋澹穡錚椋睿簦簀義霞褐愕淖晡恢�，，根据蕜Θ２．１）可知茰O詰姆智男杏肓�。辶x希稿義

本文編號：2649161