【摘要】：多波束測(cè)深系統(tǒng)能夠在與航線垂直的方向上采集成百上千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),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(cè)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(guò)疊加顏色渲染及光照效果等方法,建立真實(shí)感的三維海底場(chǎng)景,能夠真實(shí)、直觀的描述海底地形,是人類(lèi)了解、認(rèn)識(shí)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(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防安全等諸多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。但多波束測(cè)深系統(tǒng)高效率作業(yè)的同時(shí)也決定了多波束測(cè)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(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和計(jì)算機(jī)資源。因此,快速有效的多波束數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化算法,有利于多波束測(cè)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(jiǎn)化方法,針對(duì)其在判斷某一點(diǎn)是否需要簡(jiǎn)化時(shí)遍歷查詢(xún)次數(shù)呈指數(shù)性增加的缺點(diǎn),改進(jìn)了基于TIN的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化方法流程,減少了簡(jiǎn)化中的查找計(jì)算次數(shù);其次,提出了分區(qū)多閾值數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化方法,將測(cè)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(duì)各個(gè)分區(qū)分別選取最佳簡(jiǎn)化閾值,避免簡(jiǎn)化后存在冗余及簡(jiǎn)化過(guò)度導(dǎo)致地形特征點(diǎn)的缺失;最后,提出了多波束測(cè)深數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,改進(jìn)后的基于TIN的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化方法使得數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化所耗費(fèi)的時(shí)間大為縮短,分區(qū)多閾值法簡(jiǎn)化算法的DEM中誤差優(yōu)于傳統(tǒng)單一閾值的簡(jiǎn)化算法,同時(shí)進(jìn)一步縮短了簡(jiǎn)化時(shí)間。然后進(jìn)行了多波束測(cè)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(lèi)型及其優(yōu)缺點(diǎn);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(duì)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(shí)現(xiàn)了海底地形光照效果的設(shè)置;最后,實(shí)現(xiàn)了基于OpenGL三維圖形庫(kù)的海底地形可視化表達(dá),與常用的海底地形繪圖軟件對(duì)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(gè)離散點(diǎn)覆蓋區(qū)域平均劃分逡逑成ＭｘＴＶ個(gè)子塊，每一個(gè)地形子塊的大小均相同，對(duì)應(yīng)了邋ＭｘＴＶ個(gè)數(shù)組，每個(gè)數(shù)逡逑組包含了該區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的總數(shù)以及每個(gè)點(diǎn)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希垮澹�？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晡恢茫�，根据蕜Θ２．１）可知茰O詰姆智男杏肓�。辶x希稿義

本文編號(hào)：2649161