【摘 要】
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三维水利信息系统中对于业务的功能拓展及运行效率是目前学者关注的重点,但提高场景中地形对于地貌特征表达能力的研究则少有论及。随着水利信息化、数字流域孪生以及实景三维建设政策的相继提出,如何提高三维场景中流域地形真实感成为了热点问题。本文采用地形编辑与图像处理技术,在分析地形处理与纹理合成技术原理后,选取黄河流域典型地貌作为研究对象,提出了一种以现实世界数字高程模型数据为基础的真实感地形塑造方法。主要
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三维水利信息系统中对于业务的功能拓展及运行效率是目前学者关注的重点,但提高场景中地形对于地貌特征表达能力的研究则少有论及。随着水利信息化、数字流域孪生以及实景三维建设政策的相继提出,如何提高三维场景中流域地形真实感成为了热点问题。本文采用地形编辑与图像处理技术,在分析地形处理与纹理合成技术原理后,选取黄河流域典型地貌作为研究对象,提出了一种以现实世界数字高程模型数据为基础的真实感地形塑造方法。主要研究内容与成果如下:(1)地貌特征造型及地表侵蚀处理。本文选择地形扭曲、地貌叠加、地形阶梯化地形平滑与扩展四种地貌造型方法,对地貌造型原理进行了深度剖析,给出地貌造型方法适用场景;针对地表侵蚀,本文提炼出侵蚀强度、岩石硬度、泥沙沉积量、堆积物休止角、侵蚀时间等影响侵蚀效果的影响因子,对侵蚀原理以及效果控制进行深入研究,并给出针对不同地形侵蚀影响因子取值范围。(2)地形特征约束提取与纹理合成。本文选取高程、坡度与地表粗糙度等地形因子以及水流冲刷、基岩磨损、泥沙沉积与风化堆积等侵蚀特征作为特征,给出特征约束提取方法。并对特征约束下的图像混合以及色彩叠加进行深入分析,给出特征约束下的纹理合成方法。(3)黄河流域典型地貌真实感地形塑造实现。以黄河流域中黄土高原塬梁峁地貌、沙坡头沙漠地貌以及南太行山地嶂石岩地貌为研究对象,完成其典型地貌特征如梯田、沙丘、阶梯状陡崖等的塑造以及侵蚀处理;针对地形地貌特征以及侵蚀痕迹完成了对应区域的纹理合成。提出了一种以数字高程模型数据为基础,以现实世界具体地貌为研究对象的真实感地形塑造方法,为提升数字高程模型在水利信息系统三维场景地形地貌表达能力提供了参考。
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