OpenGL实现的USGS DEM三维地形可视化研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于OpenGL的USGS(美国地质调查局)DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)三维地形可视化的实现。作者刘春义在Windows XP系统下，利用Visual C++ 6.0作为开发环境，结合OpenGL图形编程接口，实现了DEM数据的读取和实时动态显示，支持缩放、旋转和漫游等交互操作。论文还介绍了针对UTM投影系统的DEM数据格式设计的数据结构，并运用四叉树算法优化地形模型的渲染，有效减少了计算量和渲染的复杂性。在AMD 3600+处理器、2GB内存和256MB显存的硬件配置下，系统可以快速读取大量DEM数据并实现流畅的地形场景漫游。关键词包括三维地形可视化、USGS DEM、四叉树和OpenGL。" 本论文的核心知识点包括： 1. **OpenGL**：OpenGL是一种开放标准的图形库，用于创建2D和3D图形。在这篇论文中，它被用来实现DEM数据的三维渲染和视觉效果，如视景体裁剪、消隐、透视投影、光照和纹理映射。 2. **USGS DEM数据**：USGS提供的数字高程模型，是地理信息系统中的关键元素，用于表示地表的三维地形。论文中，这种数据被转化为适用于OpenGL渲染的格式。 3. **UTM投影系统**：UTM（Universal Transverse Mercator）是一种全球性的横轴墨卡托投影，用于将地球表面转换为平面地图，便于数据处理和分析。 4. **DEM数据结构设计**：针对UTM投影的DEM数据，论文设计了相应的数据结构，以高效读取和显示地形信息。 5. **四叉树算法**：论文采用了地形可视化领域常见的四叉树数据结构，通过递归方法对地形进行划分，减少了需要渲染的三角形数量，提高了渲染效率。 6. **实时动态显示**：系统能够实时动态显示地形，支持用户交互操作，如缩放、旋转和漫游，提供良好的用户体验。 7. **硬件性能优化**：在特定的硬件配置下，系统展示了良好的性能，能够在短时间内加载大量DEM数据，并保持较高的帧率，满足实时显示需求。 8. **图形绘制和渲染**：论文详细阐述了如何使用OpenGL进行图形绘制和渲染，包括视景体裁剪、消隐处理、透视投影变换、光照模型和纹理映射等技术。 9. **关键词**：这些关键词涵盖了论文研究的主要方向，包括了地形可视化的高级技术、特定数据源以及优化方法，为相关领域的研究提供了参考。