本文标题为《基于GIS的三维地形生成系统设计与研究》,文中主要探讨了三维GIS技术在地形三维可视化方面的应用。文章内容涉及数字高程模型(DEM)、地形表面建模技术、地形三维可视化理论、基于模型简化的三维动态显示技术以及基于三维地形图的空间查询技术等方面。
数字高程模型(DEM)是地理信息系统(GIS)中的一个重要组成部分,它能精确地表示地球表面的三维特征。DEM的数据组织结构主要有规则网格 GRID 和不规则三角网 TIN 两种。其中,GRID 是一种规则排列的数据结构,通过规则网格点的高程值构建地形表面;而 TIN 则是通过一系列不规则分布的点来构造地形,适用于处理复杂的地貌数据。
在DEM的建模方法上,目前主要有三种方式:基于点的建模方法、基于三角形的建模方法和基于格网的建模方法。基于点的建模方法将每个数据点视为一个独立的平面,适用于简单的地形分析;基于三角形的建模方法,则通过连接各数据点构建三角面片,适用于复杂地形的建模;基于格网的建模方法是将数据点排成规则的网格,适用于大规模地形的快速建模。
文章还提到了DEM表面建模的数学表达式Z=f(X,Y),通过多项式函数来描述地形表面,多项式函数的不同项次可以实现不同的表面建模精度。例如,零次项可以实现平面建模,一次项可以描述线性变化,而二次项则可以构造出抛物面。
在实际应用中,三维地形生成系统的设计与研究对于环境仿真、设施管理、洪水淹没模型分析及辅助决策等方面具有重要的实际意义。该系统能够为用户提供三维可视化、动态交互的环境,帮助他们更直观地处理和分析多种地理相关数据。文中提到的技术实现基于VisualC++集成环境和OpenGL图形函数库,在Windows平台上进行,支持三维模拟地形的构建和真实感地形的生成。
文章中还指出,随着数据库技术和空间遥感技术的发展,数字高程模型已经与GIS、遥感等技术日益紧密地结合起来,成为支持地理信息空间分析和决策的关键数据基础。近年来,随着空间数据基础设施建设和“数字地球”战略的实施,数字高程模型的应用前景更加广阔。
综合以上内容,本研究不仅丰富了三维GIS技术的理论基础,也为其应用开发提供了技术指导,对于提高地理信息系统在地形三维可视化方面的性能和功能具有重要作用。