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原文传递海事3DGIS技术研究

论文题名：	海事3DGIS技术研究
关键词：	三维可视化;GIS技术;海事系统
摘要：	目前3DGIS在各行各业的应用已很普及，但在海事系统尚未有三维可视化研究。珠江口水域是船舶航行交通繁忙水域，内有广州VTS、深圳VTS、香港VTS三个船舶交管中心，加上海巡飞机、巡逻船舶现场监管，多个重点水域还设置雷达监控，可以说是海陆空全方位监管，自2004年起，对珠江口实施分道通航制，制定了详尽的船舶航行规章规则，但每年珠江口的船舶碰撞、沉没事件仍然层出不穷，水上交通事故逐年上升。其中重要的原因是海事及船舶人员对地理信息的缺乏了解，特别是在海面上对二维数据与真实三维环境无法正确识别，本文结合珠江口对海事3DGIS的研究对海事行业是一个重要的突破。本文主要研究了海事三维GIS系统的技术包括：三维建模技术、三维可视化技术和空间查询分析技术。首先重点探讨了三维建模技术。在3DGIS的三维建模中将模型分为基础模型和应用模型两部分，基础模型是本建模方法的核心，应用模型则通过基础模型循环聚合而成。对基础模型的建模提出了一种基于模型的建模方法，预先定义相对简单的几何模型，再通过一系列截面进行高度方向上的积分拟合，最后由这些模型组合生成完整的基础模型。在空间数据模型的设计中，选择以矢量数据为主，矢量数据与栅格数据相结合的数据结构，并提出分层与创建特征物标方法来实现空间数据与属性值之间的快速查找与显示。通过数据收集、数据预处理、模型制作、模型整合与优化实现实体模型构建。然后对海事3DGIS的三维可视化技术进行了研究。可视化关键是对场景渲染技术要求非常高。场景组织技术是渲染的基础，合理的场景组织能大大提高渲染效率。海事3DGIS场景采用树形数据结构，以树的方式对复杂的场景进行有序组织。通过透明贴图、动态纹理、分形、光照等特殊效果的生成，实现海事3DGIS的可视化。最后文章探讨了如何在海事3D空间数据库的基础上实现空间查询分析功能，运用各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，进行空间查询分析，包括计算空间任意一点的三维坐标、空间任意两点之间的距离、空间距离量测，地形的坡度／坡向、表面积、剖面分析、航标通视分析、海水淹没分析等，提取和传输地理空间信息，以实现为海事部门管理辅助决策的目的。
作者：	黄小苑
专业：	地图学与地理信息系统
导师：	张新长
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中山大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文