城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

1、湖泊是人類賴以生存的重要水資源，然而近些年來(lái)，隨著人口的增長(zhǎng)，城鎮(zhèn)工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，城市湖泊水環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻。武漢市水資源總量豐富，被贊譽(yù)為“百湖之市”，但由于城市污水的灌入和面源污染的影響，導(dǎo)致大東湖范圍水體污染嚴(yán)重，多處水體已嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，湖泊的水環(huán)境的治理與生態(tài)的修復(fù)迫在眉睫。湖泊三維可視化仿真技術(shù)是建立“數(shù)字湖泊”的關(guān)鍵技術(shù)手段之一，可以為城市湖泊的信息化管理和評(píng)價(jià)與決策提供直觀的可視化平臺(tái)，因此，開(kāi)展相關(guān)研究具有重要的實(shí)

2、際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文圍繞城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)開(kāi)展研究，基于開(kāi)源的三維渲染引擎OSG（OpenSceneGraph）并綜合虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化建模、人機(jī)交互及數(shù)據(jù)調(diào)度等技術(shù)，對(duì)武漢大東湖及相鄰場(chǎng)景進(jìn)行建模與仿真，為大東湖水網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)可視化應(yīng)用集成提供了技術(shù)支撐。
　　論文歸納了城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)研究的背景及意義，明確了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)、支撐工具、開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及總體結(jié)構(gòu)；提出了大東湖范圍場(chǎng)景數(shù)字模型的高

3、效仿真方法?；跀?shù)字高程模型（DEM）與數(shù)字正射影像（DOM）實(shí)現(xiàn)了城市湖泊基礎(chǔ)地理環(huán)境的數(shù)字建模，通過(guò)實(shí)地采集提取典型建筑物的結(jié)構(gòu)與紋理特征信息，批量數(shù)字建模并精確附加到基礎(chǔ)地理環(huán)境中，解決了大地形多地物場(chǎng)景的組織難題；基于OSG與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了場(chǎng)景湖泊水體、人機(jī)交互及天氣仿真等子模塊，建立了城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)，并積極探索了湖泊三維流場(chǎng)情景及污染擴(kuò)散過(guò)程的模擬方法；系統(tǒng)應(yīng)用在大東湖生態(tài)水網(wǎng)構(gòu)建工程中，實(shí)現(xiàn)了大東湖場(chǎng)