地形生成算法與采煤沉陷區(qū)三維可視化應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)前三維地形可視化研究越來(lái)越受到重視。地形可視化與地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡(jiǎn)稱GIS）有著十分緊密的聯(lián)系，對(duì)于空間地理信息的可視化問(wèn)題，GIS主要通過(guò)電子地圖的形式表現(xiàn)，并且具有良好的動(dòng)態(tài)性以及人機(jī)交互，人們可以使用它來(lái)方便的對(duì)地圖進(jìn)行操作。雖然2DGIS極大地方便了人們對(duì)地圖的使用和查詢，但是仍不能滿足人們的需求。2DGIS對(duì)空間地理信息主要采用二維表現(xiàn)形式，在可視化方面，與紙質(zhì)的

2、地圖相比，在本質(zhì)上并沒(méi)有大的改善。當(dāng)前三維地形可視化正在快速發(fā)展中，對(duì)地形可視化進(jìn)行三維角度的分析，以三維的方式呈現(xiàn)出來(lái)成為了地形可視化的研究重點(diǎn)，日漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著OPENGL這個(gè)三維圖形軟件的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口的問(wèn)世，解決了三維可視化發(fā)展一直以來(lái)的軟硬件缺陷問(wèn)題。
　　三維地形可視化技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，如為環(huán)境治理問(wèn)題提供幫助，本文的研究背景是淮南礦業(yè)集團(tuán)的采煤沉陷區(qū)。近幾年，淮南礦區(qū)沉陷范圍越來(lái)越大，給周邊的居民生活帶來(lái)

3、了巨大的影響，沉陷區(qū)對(duì)防洪堤壩一帶也造成了程度不等的損壞，對(duì)于居民平時(shí)生活需要的基本供水、供電等基礎(chǔ)設(shè)施也受到了影響，沉陷區(qū)的不良治理導(dǎo)致了地面農(nóng)田和住房沉陷，這種態(tài)勢(shì)如果再有愈演愈烈的趨勢(shì)的話，甚至將會(huì)破壞生態(tài)平衡和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文開發(fā)了采煤沉陷區(qū)三維效果數(shù)字化平臺(tái)，利用此系統(tǒng)，可更好地了解沉陷區(qū)的地形情況，對(duì)地形進(jìn)行分析，并準(zhǔn)確的定位沉陷區(qū)，合理的對(duì)沉陷區(qū)的環(huán)境進(jìn)行治理。
　　本論文主要是在淮南

4、礦業(yè)集團(tuán)項(xiàng)目“采煤沉陷區(qū)三維效果數(shù)字化平臺(tái)”基礎(chǔ)上，對(duì)三維地形可視化進(jìn)行研究與分析。“采煤沉陷區(qū)三維效果數(shù)字化平臺(tái)”包含了兩大部分內(nèi)容:三維地形動(dòng)態(tài)仿真和采煤沉陷區(qū)GIS系統(tǒng)。
　　本文主要的研究成果是:
　　(1)根據(jù)淮南礦業(yè)集團(tuán)提供的的采樣數(shù)據(jù)，結(jié)合ArcGIS Engine技術(shù)設(shè)計(jì)并開發(fā)出采煤沉陷區(qū)三維GIS系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是基于三維可視化的系統(tǒng)，對(duì)以往的二維GIS系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，完善了系統(tǒng)的三維查詢、數(shù)據(jù)分析和瀏覽等功

5、能。
　　(2)在細(xì)節(jié)層次模型和基于二元三角樹的實(shí)時(shí)化自適應(yīng)網(wǎng)格算法基礎(chǔ)上，對(duì)地形生成算法進(jìn)行改進(jìn)，采用了一種基于四邊形分割的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的是二維數(shù)組形式，在圖形顯示方面較為流暢和逼真。
　　(3)利用ArcSDE和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合，將圖形數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)很好的結(jié)合在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)于數(shù)據(jù)查詢和分析起到了較好的效果。
　　(4)在三維GIS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了三維瀏覽功能、圖層的簡(jiǎn)單操作、要素的查詢功能、