论文摘要
黄河是我国水利的重要工作对象,本文以“数字黄河”的重要组成部分之一“黄河下游基于GIS的二维水沙数学模型”为基础。针对复杂的数学模型需要一个表现平台对其进行可视化的需求,重点研究了如何使各种水沙运动模型信息快速、直观、丰富地表现在GIS平台上。研究的主要模块包括流速场符号化、水文信息分类渲染、流速场动画、三维可视化等,主要涉及的技术内容包括.Net、GDI、ArcGIS开发、时态GIS、OpenGL等。论文首先通过对流速场数据的特点和符号化要求的分析,研究了ArcGIS Engine符号渲染接口及其与GDI结合的方法,分别实现了使用字符进行组合和使用GDI绘制两种方法进行单一值符号渲染。通过对两者的比较,得到了它们各自的特点和分别适用的场合。论文同时研究了ArcGIS的分类渲染功能,重点研究对其渲染方法进行控制的方法。通过.Net平台上的开发,不依赖第三方组件地实现了分级渲染这种在水利工程上运用最为广泛的功能及基于GUI的自定义功能,实现效果与专业的Desktop相关功能类似,为ArcGIS Engine的开发提供了扩展方法和案例。基于对动画效果实现的原理和技术的研究,论文在历史水文信息和GIS结合的基础上,通过对数据关系的处理和时间的控制,实现了GIS平台上可控、高效的二维动画效果,为基于GIS开发动画效果,便于为决策分析提供直观的信息提供了重要的实现方法和案例。论文基于对OpenGL的研究和实践,通过对正射影像图形的像素处理模拟叠加水沙运动信息的过程,实现了水沙运动模型的三维可视化,并探讨了在此基础上进行三维动画演示的可行性和技术路线,为实现实时、美观的三维可视化提供了技术方案和案例。最后,论文基于以上可视化模块的实现,通过实例数据的分析和测试,验证了上述模块对水沙运动模型信息可视化的作用和表现效果。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 问题的提出1.2 选题的意义1.3 研究现状1.3.1 流速场信息符号化1.3.2 时态GIS1.3.3 GIS 的三维可视化1.4 论文研究思路1.4.1 主要模块1.4.2 模块相互关系1.4.3 研究重点和关键技术1.4.4 研究方法1.5 论文组织第2章 系统概述2.1 系统平台概述2.2 数学模型2.2.1 数据模型2.2.2 模型计算2.2.3 模型模块耦合2.3 可视化系统需求2.4 系统开发环境2.4.1 集成开发环境2.4.2 GIS 组件2.5 本章小结第3章 流速场符号化3.1 流速场在水沙运动模型中的意义3.2 水沙运动模型中流速场的计算3.3 流速场可视化的需求3.4 问题与难点3.5 相关关键技术3.5.1 ArcGIS Engine 符号化原理3.5.2 单一值渲染3.5.3 GDI3.6 使用ASCII 字符组合进行符号化3.6.1 整体思路3.6.2 具体实现3.6.3 实现效果3.7 使用GDI 绘图实现符号化3.7.1 整体思路3.7.2 具体实现3.7.3 实现效果3.8 字符与GDI 符号化的比较3.9 本章小结第4章 模型信息的分类渲染4.1 分类渲染的概念4.2 水沙运动模型的模型信息4.3 模型信息分类渲染的意义4.4 功能需求4.5 研究思路4.6 具体实现4.6.1 分类渲染接口4.6.2 实现分类渲染功能4.6.3 实现图形界面对分类渲染的控制4.7 实现效果4.8 本章小结第5章 时态流速场动画5.1 时态流速场动画的意义5.2 动画的原理5.3 涉及的技术5.3.1 图形双缓存技术5.3.2 时态GIS5.4 功能需求5.5 关系类5.6 数据准备5.7 具体实现5.7.1 定义符号渲染参数5.7.2 生成水文时态GIS 数据5.7.3 提取时间信息5.7.4 控制时间进行渲染5.8 实现效果5.9 本章小结第6章 结合三维地貌的模型信息表现6.1 模型信息与三维地貌结合的意义6.2 系统三维可视化现状6.3 三维图形技术6.3.1 OpenGL6.3.2 矢量和栅格数据的处理流程6.3.3 DEM 在OpenGL 中的表达6.4 模型信息的表达6.4.1 在OpenGL 中构建三维地貌6.4.2 叠加模型信息6.5 实现效果6.6 本章小结第7章 系统集成与应用7.1 系统界面7.1.1 可视化区域7.1.2 图层操作工具条7.1.3 图层内容控制器7.1.4 图形操作工具条7.1.5 信息栏7.1.6 空间查询工具7.2 系统可视化应用示例7.2.1 流速场符号化应用7.2.2 模型信息分类渲染应用7.2.3 流速场符号化结合模型信息分类渲染的应用7.2.4 流速场动画应用第8章 结论与展望8.1 主要成果8.2 问题与展望参考文献致谢个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
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