虛擬黃河相關技術的應用研究.pdf

1、傳統(tǒng)研究黃河的可視化方法有地圖，以及現(xiàn)在的電子地圖——強調空間數(shù)據(jù)在屏幕上的顯示，而虛擬現(xiàn)實則注重三維圖形的三維動態(tài)顯示，它具有多感知性(視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等)，投入感(Immersion)，交互性(Interaction)，自主感(Autonomy)等重要特征。利用虛擬現(xiàn)實技術，不但能夠在多維數(shù)據(jù)空間仿真建模，而且能夠幫助人們獲取高層次的抽象類知識和形成新概念。 本文在研究了國內(nèi)外可視化理論(包括地圖可視化、地學可視

2、化和e-Science)的基礎上，分析了虛擬現(xiàn)實與虛擬地理環(huán)境的概念、理論和方法。從解決實際問題的角度出發(fā)，探討了黃河流域在現(xiàn)實中面臨的主要問題，提出了虛擬黃河建設的必要性。然后，從技術層面上，分析了在虛擬黃河實際建設過程中，需要解決的主要技術問題： 1)對國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實與虛擬地理環(huán)境的應用現(xiàn)狀進行了分析，提出了虛擬黃河建設的應用研究模型。 2)通過對虛擬黃河建設的總體分析和功能分析，提出了系統(tǒng)的設計方案，并對其中的關鍵

3、技術進行了較為系統(tǒng)的探討。 3)詳細探討了大規(guī)模地形建設和體元建模技術的實現(xiàn)方法，并最終確定了利用TerraVista建設大規(guī)模地形、利用Creator進行建模的技術方案。 4)通過對三維圖形開發(fā)工具OpenGL的原理、實現(xiàn)的功能、基本函數(shù)用法、動畫技術等的分析，提出了在虛擬黃河建設中OpenGL技術的具體應用實現(xiàn)方法，實現(xiàn)實時動態(tài)漫游顯示。 5)利用MO實現(xiàn)三維場景與二維電子地圖的互響應，充分發(fā)揮了三維場景與二

4、維電子地圖的優(yōu)勢，有機地結合了二維電子地圖的宏觀性、整體性、簡潔性和三維虛擬場景的局部性、現(xiàn)實性、直觀性的優(yōu)點，同時又克服了二維電子地圖的抽象多義性和三維虛擬場景漫游的方向迷失感。 6)采用面向對象技術，結合可視化編程工具VC6.0，基于TerraVista大規(guī)模地形建設，結合OpenGL三維圖形標準及MO地圖控件，開發(fā)了虛擬黃河系統(tǒng)，實現(xiàn)了顯示、漫游、查詢、定位等功能。 該集成系統(tǒng)將在黃河流域的研究、污染治理以及環(huán)境保