顧及景深綜合的地形素描方法研究.pdf

1、地形素描是以素描寫景的形式對自然地表及其形態(tài)特征進(jìn)行的表達(dá)，由于其具有簡潔性、可讀性、抽象性與藝術(shù)性的基本特征，成為地理學(xué)家描述地表特征，特別是地形地貌特征的有效方式。在攝影技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，仍得到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的地形素描多通過手工繪制所得，隨著計算機(jī)圖形圖像技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有學(xué)者研究基于側(cè)視影像或數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)制作地形素描的方法。但是前人的方法普遍忽略素描中關(guān)鍵問題，即地形素描中存在景深綜合問題。
　　地形素描不僅僅是對地

2、形結(jié)構(gòu)特征的有選擇性的視覺抽象，作為高度凝練的表達(dá)載體，還蘊含了視覺中遠(yuǎn)近相異的自然綜合規(guī)律。視覺景深的遠(yuǎn)近對素描表達(dá)的信息量具有決定作用，即越近細(xì)節(jié)越豐富，越遠(yuǎn)細(xì)節(jié)越模糊，即景深綜合。如何以計算機(jī)數(shù)字化的思維去審視與實現(xiàn)地形素描的自動化繪制、有效地表達(dá)出地形素描所蘊含的視覺自然綜合規(guī)律是本研究的重點內(nèi)容。鑒于此，本研究從形態(tài)特征和視覺特征的角度分別對地形素描進(jìn)行了分析，建立了地形素描特征要素的概念模型，并基于數(shù)字高程模型提出了地形素描

3、特征要素的提取算法;分析了人類視覺自然綜合的基本規(guī)律，定義了地形素描綜合的決定因子，并基于地形素描的特點，分別提出了地形素描特征要素的景深綜合算法和地形表面的景深綜合算法，該景深綜合算法均以圖形要素的綜合為實現(xiàn)方法;開發(fā)了基于DEM的地形素描三維場景渲染軟件，模擬了三維場景中地形素描的表達(dá)與景深綜合處理，對模型和算法進(jìn)行了有效地檢驗。
　　本研究的主要研究內(nèi)容及工作包括:
　　1.提出并實現(xiàn)了基于地形骨架線和視覺輪廓線的地形

4、素描算法
　　基于對地形的結(jié)構(gòu)特征分析與視覺特征分析，將地形骨架線作為地形素描的特征要素之一，運用數(shù)字地形分析方法進(jìn)行有效地提取。同時，基于DEM的數(shù)據(jù)特點和輪廓線的視覺特點，提出了視覺輪廓線的替代性提取算法，使得視覺輪廓線以線結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的表達(dá)。
　　2.提出并實現(xiàn)了基于視覺景深的地形素描綜合算法
　　對視覺自然綜合的規(guī)律進(jìn)行特征分析，提出了對綜合過程具有控制作用的因子，并以此從地形素描特征要素和地形表面這兩個角度出