海洋标量场数据三维可视化方法研究与实现
发布时间：2022-12-24 12:52
海洋面积占地球总体面积的70%以上，海洋环境对人类社会有着重要影响。随着现代科学技术迅速发展，观测海洋环境信息的手段不断增多，获取的海洋环境数据日益巨大，因而对海洋环境数据可视化的要求越来越迫切，越来越高。传统的二维电子海图可视化方法已难以满足新的应用需求，迫切需要研究基于数字地球的海洋环境数据三维可视化技术。海洋环境数据分为矢量场数据与标量场数据。海底地形、海底底质和海水温度盐度密度等海洋标量场数据三维可视化技术，对舰船航行、锚泊、潜艇坐底、海底管线铺设等有重要影响，是海洋环境信息可视化的重要组成部分，越来越受到人们的关注。本文对基于数字地球的海底地形、海底底质和海水温度盐度密度等海洋标量场数据的三维可视化技术进行了较深入研究。主要研究了利用层次细节模型的三维海底地形可视化技术、三维海底底质模型构建与可视化方法、基于球体的三维海水温度盐度密度可视化技术等。完成的主要工作及取得的主要研究成果包括： 1)原始海底地形采样数据稀疏散乱，为了提高海底地形拟合效果，设计了基于散乱水深采样点构建规则网格海底地形模型算法，采用层次细节模型实现了海底地形三维高效绘制，取得良好的实验效果； ...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 海底地形三维可视化
1.2.2 海底底质三维可视化
1.2.3 海水温度盐度密度可视化
1.3 论文结构
1.4 论文研究成果
第二章 海底地形的可视化研究
2.1 概述
2.2 地形可视化基本理论
2.3 基于散乱水深采样点的海底地形建模
2.3.1 基于散乱水深采样点构造三角网格算法
2.3.2 基于三角网格插值得到规则矩形网格算法
2.4 三维海底地形绘制
2.4.1 层次细节模型的原理
2.4.2 基于层次细节模型海底地形数据的存储
2.4.3 基于层次细节模型三维海底地形的绘制
2.5 实验结果
2.6 本章小结
第三章 海底底质的可视化研究
3.1 概述
3.2 海底底质建模
3.2.1 采样点分布特征
3.2.2 基于 Voronoi 图建立海底底质模型
3.3 海底底质纹理映射
3.4 基于多重纹理实现不同纹理之间的平滑过渡
3.4.1 多重纹理的概念
3.4.2 纹理过渡带
3.4.3 多重纹理坐标生成
3.4.4 多重纹理融合
3.5 基于瓦片金字塔模型绘制海底底质纹理
3.6 海底地形与海底底质的三维融合绘制
3.7 实验结果
3.8 本章小结
第四章 海水温度密度盐度的可视化研究
4.1 概述
4.2 基于剖面的海水温度盐度密度模型
4.2.1 海水温度盐度密度数据特征
4.2.2 采样点分布特征
4.2.3 建立三维球体剖面
4.2.4 基于剖面网格数据插值
4.2.5 海水温度盐度密度模型
4.3 绘制等值线
4.3.1 等值线基本理论
4.3.2 等值线生成与绘制
4.4 颜色映射
4.5 实验结果
4.6 本章小结
第五章 海洋标量场数据可视化系统实现
5.1 概述
5.2 系统结构与流程
5.3 系统实现
5.3.1 海底地形可视化
5.3.2 海底底质可视化
5.3.3 海水温度盐度密度可视化
5.4 本章小结
第六章 结束语
6.1 工作总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的Voronoi图增量构造算法[J]. 孟雷,张俊伟,王筱婷,杨承磊. 中国图象图形学报. 2010(06)
[2]不产生精度截断及数据膨胀的图像金字塔[J]. 谢耀华,汤晓安,孙茂印. 中国图象图形学报. 2009(06)
[3]一种高效的大规模三维地形遥感影像纹理映射方法[J]. 段光明,李思昆,曾亮,蔡勋. 系统仿真学报. 2008(S1)
[4]一种基于Voronoi多边形的海底底质表示方法[J]. 张莉,王义涛,陈跃,张立华. 海洋技术. 2008(02)
[5]基于非一致分层分块金字塔的海量影像快速漫游方法[J]. 谢耀华,汤晓安,孙茂印,李欢,陈明生. 计算机工程与科学. 2008(05)
[6]基于图形硬件的纹理图像编码与实时绘制算法[J]. 汤颖,张宏鑫,张美玉. 计算机学报. 2007(02)
[7]一种基于TIN的DEM表面插值模型[J]. 杨成松,朱长青,陶大欣. 地理与地理信息科学. 2007(01)
[8]多进制小波和二叉树实现大规模地形的实时漫游[J]. 张立强,杨崇俊. 计算机辅助设计与图形学学报. 2005(03)
[9]基于Voronoi图的二维地层剖面重构[J]. 刘雪娜,刘金义,侯宝明. 计算机工程与科学. 2004(09)
[10]基于钻孔点集Voronoi图的矿产储量新算法[J]. 吴立新,郝海森,殷作如. 地理与地理信息科学. 2004(01)
博士论文
[1]战场环境建模与态势生成关键技术研究[D]. 陈鸿.国防科学技术大学 2010
[2]大规模自然场景建模与绘制[D]. 皮学贤.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]全球地形数据组织与可视化技术的研究[D]. 谭力恒.国防科学技术大学 2011
[2]三维地形和自然景观可视化研究[D]. 孔川.中南大学 2010
[3]海洋环境信息等值线自动绘制方法研究[D]. 唐艳红.哈尔滨工程大学 2007
[4]大规模虚拟战场环境中海洋场景的建模与绘制技术研究[D]. 陆志慧.国防科学技术大学 2005
[5]海洋水文标量数据的时空过程可视化方法研究[D]. 孙晓宇.武汉大学 2005
本文编号：3726178
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 海底地形三维可视化
1.2.2 海底底质三维可视化
1.2.3 海水温度盐度密度可视化
1.3 论文结构
1.4 论文研究成果
第二章 海底地形的可视化研究
2.1 概述
2.2 地形可视化基本理论
2.3 基于散乱水深采样点的海底地形建模
2.3.1 基于散乱水深采样点构造三角网格算法
2.3.2 基于三角网格插值得到规则矩形网格算法
2.4 三维海底地形绘制
2.4.1 层次细节模型的原理
2.4.2 基于层次细节模型海底地形数据的存储
2.4.3 基于层次细节模型三维海底地形的绘制
2.5 实验结果
2.6 本章小结
第三章 海底底质的可视化研究
3.1 概述
3.2 海底底质建模
3.2.1 采样点分布特征
3.2.2 基于 Voronoi 图建立海底底质模型
3.3 海底底质纹理映射
3.4 基于多重纹理实现不同纹理之间的平滑过渡
3.4.1 多重纹理的概念
3.4.2 纹理过渡带
3.4.3 多重纹理坐标生成
3.4.4 多重纹理融合
3.5 基于瓦片金字塔模型绘制海底底质纹理
3.6 海底地形与海底底质的三维融合绘制
3.7 实验结果
3.8 本章小结
第四章 海水温度密度盐度的可视化研究
4.1 概述
4.2 基于剖面的海水温度盐度密度模型
4.2.1 海水温度盐度密度数据特征
4.2.2 采样点分布特征
4.2.3 建立三维球体剖面
4.2.4 基于剖面网格数据插值
4.2.5 海水温度盐度密度模型
4.3 绘制等值线
4.3.1 等值线基本理论
4.3.2 等值线生成与绘制
4.4 颜色映射
4.5 实验结果
4.6 本章小结
第五章 海洋标量场数据可视化系统实现
5.1 概述
5.2 系统结构与流程
5.3 系统实现
5.3.1 海底地形可视化
5.3.2 海底底质可视化
5.3.3 海水温度盐度密度可视化
5.4 本章小结
第六章 结束语
6.1 工作总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的Voronoi图增量构造算法[J]. 孟雷,张俊伟,王筱婷,杨承磊. 中国图象图形学报. 2010(06)
[2]不产生精度截断及数据膨胀的图像金字塔[J]. 谢耀华,汤晓安,孙茂印. 中国图象图形学报. 2009(06)
[3]一种高效的大规模三维地形遥感影像纹理映射方法[J]. 段光明,李思昆,曾亮,蔡勋. 系统仿真学报. 2008(S1)
[4]一种基于Voronoi多边形的海底底质表示方法[J]. 张莉,王义涛,陈跃,张立华. 海洋技术. 2008(02)
[5]基于非一致分层分块金字塔的海量影像快速漫游方法[J]. 谢耀华,汤晓安,孙茂印,李欢,陈明生. 计算机工程与科学. 2008(05)
[6]基于图形硬件的纹理图像编码与实时绘制算法[J]. 汤颖,张宏鑫,张美玉. 计算机学报. 2007(02)
[7]一种基于TIN的DEM表面插值模型[J]. 杨成松,朱长青,陶大欣. 地理与地理信息科学. 2007(01)
[8]多进制小波和二叉树实现大规模地形的实时漫游[J]. 张立强,杨崇俊. 计算机辅助设计与图形学学报. 2005(03)
[9]基于Voronoi图的二维地层剖面重构[J]. 刘雪娜,刘金义,侯宝明. 计算机工程与科学. 2004(09)
[10]基于钻孔点集Voronoi图的矿产储量新算法[J]. 吴立新,郝海森,殷作如. 地理与地理信息科学. 2004(01)
博士论文
[1]战场环境建模与态势生成关键技术研究[D]. 陈鸿.国防科学技术大学 2010
[2]大规模自然场景建模与绘制[D]. 皮学贤.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]全球地形数据组织与可视化技术的研究[D]. 谭力恒.国防科学技术大学 2011
[2]三维地形和自然景观可视化研究[D]. 孔川.中南大学 2010
[3]海洋环境信息等值线自动绘制方法研究[D]. 唐艳红.哈尔滨工程大学 2007
[4]大规模虚拟战场环境中海洋场景的建模与绘制技术研究[D]. 陆志慧.国防科学技术大学 2005
[5]海洋水文标量数据的时空过程可视化方法研究[D]. 孙晓宇.武汉大学 2005
本文编号：3726178
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3726178.html
