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基于电子海图的三维海洋可视化研究与实现
| 论文题名： | 基于电子海图的三维海洋可视化研究与实现 |
| 关键词： | 电子海图;三维可视化;海洋建模;地理信息系统;虚拟现实技术 |
| 摘要： | 随着计算机科学技术的飞速发展，计算机图形学和虚拟现实技术在生活、娱乐、医疗、工业及军事等各领域都有着广泛的应用。在当今信息化的时代，对陆、海、空、天、网五位一体的电子信息系统战场态势获取的需求，是军事备战中非常重要的一环。我国是个海洋大国，海域覆盖面积广阔，而海战场信息量大，技术资源却相对匮乏，因此，如何真实地还原海洋地理环境，快速准确地获取海洋战场态势信息显得尤为重要，对虚拟海洋战场及军事电子信息系统的发展具有非常重要的意义。 本文结合电子海图及地理信息系统，对大规模三维海洋进行建模，利用虚拟现实技术实现三维可视化，将抽象不易见的海战场态势信息转化为直观、可视、易获取的三维图形信息，在满足实时性的条件下，具有较强真实感；并且结合COSTAS军贸项目将成果集成于三维地理信息系统平台，以便进行高效的二次开发。 （1）利用基于S-57标准的电子海图数据，进行提取和分配管理，提出基于邻近点搜索的按需插值算法，构建高程数字模型，同时结合GPU并行处理对算法提速，实现海底地形的快速、准确建模；提出基于图像空间的真实感绘制，结合帧缓存对象和渲染到纹理技术，实现海底场景的实时、逼真绘制。 （2）利用基于谱分析的快速傅里叶算法对海面进行建模，结合GPU并行处理对算法进行加速，实现海洋表面高度场的实时建模；同时结合Phong光照模型，对海面的反射、折射、菲涅尔效应等光学效果进行渲染，利用纹理叠加、凹凸纹理等技术对海面进行逼真绘制，实现海面上泡沫、褶皱等效果，提高真实感。 （3）介绍了OSG基本框架，并结合基于OSG的三维地理信息系统图形平台，对三维海洋可视化插件进行集成；解决了集成过程中的LOD、网格补缝、海陆交接、舰船航迹效果等关键技术问题，给出了最终集成效果，既满足实时性要求，也有较高的逼真度。 （4）对基于电子海图的三维海洋可视化插件中存在的问题和不足进行了分析和总结，并对下一步的研究提出了改进意见和展望。 |
| 作者： | 李子木 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 蔡爱华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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