三維海底地形仿真技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、三維海底地形數(shù)字地圖在輔助導(dǎo)航時,其操作靈活、表達(dá)直觀、逼真性強(qiáng)、包含的信息量非常大,在導(dǎo)航領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。因此系統(tǒng)地建立大范圍的真實(shí)三維海底地形模型,將具有重要的應(yīng)用價值。本文主要研究了基于真實(shí)二維電子海圖的水深數(shù)據(jù)建立三維海底地形模型并對其進(jìn)行可視化仿真的過程,進(jìn)而建立了三維虛擬海洋視景仿真單元,其主要研究的工作有:
　　 本文首先對海底地形的特征及其三維插值問題進(jìn)行了較深入全面的研究,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)插值后的海底地表會顯得過

2、于平滑,而利用分形插值能較好地反映地表自相似統(tǒng)計特征。目前流行的基于分?jǐn)?shù)布朗運(yùn)動(fBm)的分形插值算法,雖然比傳統(tǒng)插值有更好的重建效果,但由于其算法隨機(jī)性等原因而不能完全滿足地表插值的實(shí)際要求,因此本文重點(diǎn)研究了基于迭代函數(shù)系統(tǒng)(IFS)的確定分形插值。
　　 目前三維IFS分形插值算法僅限于應(yīng)用在規(guī)則網(wǎng)格數(shù)據(jù)中的插值,本文提出了將IFS分形插值曲面算法應(yīng)用于海底離散的水深高程數(shù)據(jù)插值過程。首先,對從二維電子海圖中獲得的稀疏水

3、深數(shù)據(jù)先進(jìn)行傳統(tǒng)插值,得到海底地形初始的特征網(wǎng)格數(shù)據(jù),再利用IFS分形插值曲面算法獲得地形細(xì)節(jié),這樣既控制了整個海底地形的輪廓,又保證了地形表面的雜亂粗糙、凹凸不平的幾何特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:根據(jù)對海底水深數(shù)據(jù)進(jìn)行IFS分形插值后,重建恢復(fù)出的DEM在實(shí)際效果中更能逼近真實(shí)的自然地表,說明該算法將具有較好的應(yīng)用價值。
　　 本文利用Creator建模工具實(shí)現(xiàn)海底地形的自動建模過程,在Creator中使用Delaunay轉(zhuǎn)換算法生成