在ImageJ中实现DEM建模和三维可视化.pdfVIP

2010年 3月 沈 阳 建 筑 大 学 学 报 (自然 科 学 版 ) Mar．． 2010 第26卷第2期 JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience) Vo1．26，No．2 文章编号：1671—2021(2010)02—0385—05 在 ImageJ中实现 DEM 建模及三维可视化 宋晓宇，肖祖鹏，王永会 (沈阳建筑大学信息与控制工程学院，辽宁 沈阳 110168) 摘 要：目的针对DEM 建模及三维可视化时间过长的问题，提 出一种缩短DEM 建模及三维 可视化时间的方法．方法 采用改进 Delaunay三角网构建DEM，在 ImageJ中实现其三维可视 化．结果 笔者提出的改进算法建模时间低于基于分治算法和基于凸包算法建模，在实现DEM 三维可视化上，利用ImageJ完成 的速度快于利用OpenGL、Direct3D和 VRML实现 的三维可 视化．结论 通过对不同数量样本点的测试分析，该算法缩短 了DEM 建模时间，同时加快了 DEM 三维可视化的速度． 关键词：DEM建模；Delaunay；ImageJ；三维可视化 中图分类号：TP3 文献标志码：A 数字地形模型(DigitalTerrainModel，DTM) 到最优，基于此，笔者提出一种利用改进构网策 是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空 略，并在 ImageJ中实现 DEM 的三维可视化的方 间位置特征和地形属性特征的数字描述．数字地 法，实现了构建时间趋近最小． 形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型 1 传统三维DEM生成方法 (DigitalElevationModel，DEM)．DEM 能有效描 述地形结构，是一种较好的数字地形表示方法，广 DEM三维可视化生成方法包括建模和可视 泛运用于地学分析、工程设计及辅助决策等领 化两部分，目前建模方法主要有等高线、规则网 ¨ ． 格、不规则三角形网格三种形式_9J．等高线的表 DEM三维可视化接近人们的视觉习惯，能逼 示方法被广泛用在各种地图和现代地理信息系统 真地反映地形的立体形态，而且可以根据需要对 中，它是用二维手段表示三维物体的常用方法．规 该区域进行多角度的立体显示．目前，主要有3种 则网格模型的数据为一系列等间距的高程值或高 方法实现 DEM 可视化，分别为 OpenGL_2J、Di- 程加属性的值，其优点则是拓扑关系简单，算法比 rect3D 和 VRML_4』．采用 OpenGL技术 实现 较容易，空间操纵及存储方便，它的不足之处是数 DEM可视化时，地形的起伏应实施绘制．对于大 据冗余较大，难以描述地形结构特征．不规则三角 规模DEM数据的可视化，可以考虑对地形数据 形网(TriangulatedIrregularNetwork，TIN)的数据 包括高程点和纹理进行分片调度绘制 j．为显示 结构是数字地型表示方法中最复杂的，由空间中 一 个交互的三维地形，Java3D使用 OpenGL或 无规则散乱的点与各 自相邻的点按照某种规则相 DirectX作为图形绘制引擎，通过调用 Java3D的 连形成三角形的面片，该模型优点是数据冗余小、 类库构造相应算法来建立地形三维模型_6]．以往 描述效率高，较好地顾及了地形特征，能够充分反 学者的研究主要是基于分治 、凸包策略 构建 映地形细节 ¨…． DEM，再利用 OpenGL、Direct3D或 VRML完成 DEM三维可视化是指在计算机上对数字