【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)時代空間信息技術的飛速發(fā)展,地學空間數(shù)據(jù)的數(shù)量和規(guī)模越來越龐大。建立地學空間數(shù)據(jù)模型是解釋地學現(xiàn)象、模擬地質過程和開展空間分析的基礎,通過運用統(tǒng)計學、地學以及計算機科學等多學科交叉的理論與技術,對地學空間數(shù)據(jù)進行三維可視化建模與數(shù)據(jù)分析,進而搭建面向地學空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的三維可視化軟件平臺,對于提高地學空間數(shù)據(jù)處理的直觀性和準確性具有重要作用。本文從數(shù)據(jù)特征分析、空間模型設計、可視化表達方法以及空間分析算法等方面入手對地學空間數(shù)據(jù)進行了研究,建立了一系列針對地學空間數(shù)據(jù)的三維可視化建模方法,并開發(fā)出一款具有豐富交互操作的三維可視化軟件平臺。該研究成果將有效提高地學空間數(shù)據(jù)的三維可視化建模效率和空間分析能力,具有較好的理論研究意義和實際應用價值。本文的主要研究內容如下:1.對地學空間數(shù)據(jù)的基本特征進行分析,闡述了地學空間數(shù)據(jù)的三維空間特性以及海量、多尺度、多維、非結構化等特點;通過對多種可視化技術特點與地學空間數(shù)據(jù)特征的綜合考慮,選取VTK圖形庫作為可視化工具包。2.對常見的點模型、線模型、面元模型(主要包括TIN模型、GRID模型等),體元模型(主要包括三棱柱模型、六面體模型等)進行研究,并根據(jù)地學空間數(shù)據(jù)的特點,設計相應的數(shù)據(jù)結構與三維可視化建模方法。3.基于地學空間數(shù)據(jù)的三維可視化模型,設計了通用的體元網(wǎng)格模型剖切算法,研究了空間插值算法、RF-Kriging預測算法等,有效提高了可視化建模效率和空間分析能力。4.按照軟件工程方法,基于Visual Studio 2012開發(fā)環(huán)境和MFC框架設計開發(fā)了一款三維可視化軟件平臺,實現(xiàn)了地學空間數(shù)據(jù)的三維可視化構建、管理、編輯、運算及表達等功能,并對真實的地學空間數(shù)據(jù)進行了三維可視化展示。
【圖文】：

的數(shù)據(jù)對象；vtkRender 則負責整個場景的渲染，可以設置場景中的相Camera）、燈光（Light）和顏色（Color）等；vtkRenderWindow 則用來連接系統(tǒng)和渲染引擎，負責管理不同操作系統(tǒng)中窗口的創(chuàng)建、使用與銷毀。.3.2 VTK 的基本數(shù)據(jù)結構VTK 的數(shù)據(jù)組織結構主要分為以下三部分：1）拓撲結構（Topology Structure），主要描述了對象的構成形式。2）幾何結構（Geometry Structure），，主要描述了對象的空間位置關系。3）屬性數(shù)據(jù)（Attribute Data），是拓撲結構和幾何結構的補充。在 VTK 的可視化方法中，點數(shù)據(jù)定義了數(shù)據(jù)集的幾何結構，單元數(shù)據(jù)定數(shù)據(jù)集的拓撲結構，而屬性數(shù)據(jù)則較為靈活，既可以賦給點數(shù)據(jù)，也可以賦元數(shù)據(jù)。例如，想要在屏幕上顯示一個三角形，首先必須定義三角形三個點間坐標，然后將這三個點按照一定的順序連接起來，那么這三個點就定義了集的幾何結構，而它們之間的連接就構成了數(shù)據(jù)集的拓撲結構，而屬性數(shù)據(jù)以定義為三個空間點的溫度，也可以定義為三角形的顏色。

第三章 地學空間數(shù)據(jù)三維可視化模型設計地學空間數(shù)據(jù)的三維可視化模型是對數(shù)據(jù)特征的抽象表達，通過對數(shù)據(jù)語義以及數(shù)據(jù)結構的描述，建立客觀、真實的三維可視化模型，是現(xiàn)實世界向數(shù)字世界轉換的橋梁。對于地學空間數(shù)據(jù)模型的描述與表達，其核心內容為建立合適的數(shù)據(jù)結構模型，主要包括點模型、線模型、三維面元模型、三維體元模型等。3.1 點模型與線模型點模型是所有空間模型的基礎和重要組成部分，它一般由三維空間坐標以及相應的屬性信息組成，點模型組成了其他所有模型的頂點。線模型是頂點間的相連，描述了空間模型的形狀，控制了模型的邊界。點模型與線模型是最基本的空間拓撲關系，如圖 3.1 所示，從左到右依次表達了點、點集、線段、折線四種數(shù)據(jù)模型。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P208;TP311.52

【參考文獻】

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本文編號：2698509