国防预研项目下的DEM驱动三维地形建模方法与系统实现
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更新于2024-08-10
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地形建模概述主要关注于通过计算机技术创建逼真的地形表示,以满足军事领域尤其是虚拟数字战场环境的需求。该研究起源于1988年的GJB 441标准,它定义了机载电子设备机箱和安装架的安装形式和基本尺寸,但核心内容已经扩展到更广泛的计算机图形学和图像处理技术。
图形建模,如DEM(数字高程模型)方法,是通过将复杂的地形表面近似为简单的几何图形网格来实现的,这种方法借鉴了数学中的微分思想,便于计算机处理。1962年,Ivan E. Sutherland的工作标志着计算机图形学的诞生,这一领域经过三十多年的发展,已经成为一个成熟的学科,普通用户对计算机图形的理解不再陌生。
论文重点在于基于DEM数据的三维地形建模,特别是针对国防预研项目的实际需求。建模过程首先涉及获取数据,论文介绍了两种处理DEM数据的方法:文件分割和区块选取,后者提供了灵活的数据获取方式。接下来,研究了两种常见的地形生成方法——矩形网格和规则三角形网格,以及不规则三角形网格技术,其中狄洛尼三角划分理论被应用于解决复杂地形的建模问题。
狄洛尼三角划分算法与地形模型生成结合,提出了简化插入算法,对DEM点进行筛选处理,解决了边界点的难题。对这三种方法进行了对比分析,明确了它们的优缺点。在此基础上,作者创新性地提出了混合建模方法,旨在整合各方法的优点,弥补不足,提高了建模的效率和精度。
论文的核心成果是设计并实现了一个名为ReliefMS的原型系统,它具备文件处理、多种建模方式、模型可视化和操纵等多功能,能够有效地支持三维地形模型的生成和应用。关键词包括数字高程模型、文件分割、区块选取、三维地形建模、不规则三角形网格以及狄洛尼三角划分,这些都是研究和实现三维地形建模不可或缺的技术手段。
该论文深入探讨了从数据获取到模型生成的全过程,为军事领域的虚拟战场环境构建提供了关键的建模技术支撑,同时也体现了计算机图形学与实际应用的紧密结合。
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史东来
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