3D地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)中的可視域分析在人們對(duì)地理空間的感知、認(rèn)知中起到了重要作用,廣泛應(yīng)用于景觀分析、城市規(guī)劃、軍事、游戲等領(lǐng)域。本文基于此研究了基于三維地形的可視域分析的相關(guān)理論,并針對(duì)現(xiàn)有算法在瀏覽器端的不足,提出了一種基于WebGL的改進(jìn)算法,使之可以高效的應(yīng)用于瀏覽器中,并結(jié)合實(shí)際案例,對(duì)于可視域分析在實(shí)際生產(chǎn)生活中的重要作用進(jìn)行探討。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:對(duì)可視域分析相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行梳理總結(jié),詳細(xì)剖析了可視域分析的兩大基本因素,通視性分析以及可視域,其中通視分析是整個(gè)可視域分析的基礎(chǔ),如何有效的計(jì)算兩點(diǎn)間的通視性關(guān)系到可視域分析算法的復(fù)雜度,這也是之后進(jìn)行算法改進(jìn)的核心點(diǎn),介紹了常用的四種通視性算法并對(duì)其各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較,使用時(shí)根據(jù)合適情況選擇對(duì)應(yīng)方法。同時(shí)分析了三種常用的基于視線(xiàn)的可視域分析算法,對(duì)于每種算法的原理進(jìn)行了詳細(xì)闡述,為后文提出的改進(jìn)算法打下理論基礎(chǔ)。在已有的基于視線(xiàn)的可視域分析算法的基礎(chǔ)上提出了一種高效的改進(jìn)可視域算法。其改進(jìn)原理主要是依靠地形連續(xù)性情況下,對(duì)于前點(diǎn)可視性的復(fù)用,從而節(jié)省大量計(jì)算,同時(shí)對(duì)于采樣點(diǎn)的選取也根據(jù)視線(xiàn)半徑進(jìn)行優(yōu)化處理,以最大限度的提升算法效率。使用該改進(jìn)算法與傳統(tǒng)基于視線(xiàn)算法以及軟件中的可視域分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比,分別在山地、丘陵、平原等不同地勢(shì)區(qū)域執(zhí)行可視域分析,對(duì)算法執(zhí)行時(shí)間以及計(jì)算點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),可以看到改進(jìn)算法在執(zhí)行時(shí)間上的提升非常明顯,計(jì)算量大幅降低,尤其是在地勢(shì)平坦、遮擋較少區(qū)域,改進(jìn)算法的效果尤為明顯。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比也很好的驗(yàn)證了改進(jìn)算法的高效性。結(jié)合改進(jìn)算法,利用Cesium平臺(tái),構(gòu)建基于WebGL的可視域分析系統(tǒng),其中有三個(gè)核心技術(shù)點(diǎn),影像以及地形數(shù)據(jù)加載、觀察點(diǎn)選取、可視域計(jì)算與顯示,結(jié)合Cesium相關(guān)技術(shù),對(duì)這三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析并編程實(shí)現(xiàn)。最后利用構(gòu)建的基于WebGL的可視域分析系統(tǒng)結(jié)合實(shí)際案例,以武當(dāng)山景區(qū)為例,選取五個(gè)著名景點(diǎn),執(zhí)行景觀可視域分析,并通過(guò)新增點(diǎn)進(jìn)行可視域分析說(shuō)明新建景觀點(diǎn)的合理性,闡明了三維地形可視域分析在景觀分析、規(guī)劃、設(shè)計(jì)中重要作用,同時(shí)對(duì)于武當(dāng)山森林防火瞭望臺(tái)的選址利用可視域分析進(jìn)行了分析布局規(guī)劃。
【學(xué)位單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：P208
【部分圖文】：

圖２￣４?Ｊａｎｕｓ原理示圖???算法??法是基于Ｂｒｅｓｅｎｈａｍ的直線(xiàn)繪制原理的。利用的近形高程都與格網(wǎng)中距離該點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn)高程相同，等于該格網(wǎng)中心點(diǎn)的高程值。采樣高程點(diǎn)的選取主

投影到格網(wǎng)上，同時(shí)還需加算視線(xiàn)投影與格網(wǎng)以及劃分對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn)，之后與其他??算法類(lèi)似，依次比較交點(diǎn)得地形高程與視線(xiàn)對(duì)應(yīng)點(diǎn)高度，即可判斷出通視與否。原??理如圖２４所示。ＭｏｄＳＡＦ算法對(duì)ＤＥＭ格網(wǎng)做了進(jìn)一步的改變，使得地形分片表面??更加平滑，也避免了如Ｊａｎｕｓ算法中計(jì)算高程時(shí)的所用的四點(diǎn)雙線(xiàn)性多項(xiàng)式內(nèi)插而??改用計(jì)算更簡(jiǎn)便的線(xiàn)性?xún)?nèi)插。??１７??

插值來(lái)獲取交叉點(diǎn)的高程。在進(jìn)行通視性判斷時(shí)，使用斜率進(jìn)行比較而不是直接使??用高程比較大小，劃分線(xiàn)與視點(diǎn)的斜率大于視點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)斜率的，則目標(biāo)點(diǎn)與視點(diǎn)??之間不通視，否則可視。原理如圖２－７所示。可以看到由于需要計(jì)算斜率，需要將??所有交點(diǎn)的高程值計(jì)算在求出斜率，這種方式的計(jì)算速度比較慢，但是精度會(huì)高于??Ｊａｎｕｓ算法。??１８??
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 靳海亮;李留磊;袁松鶴;耿文軒;;一種用于三維城市建筑物的可視域分析算法[J];測(cè)繪通報(bào);2018年01期

2 張斌;張澤建;郭黎;王豪;;基于DEM的地形可視域分析關(guān)鍵技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2013年09期

3 周丹;王寶軍;施斌;;基于GIS可視域分析的礦山環(huán)境視覺(jué)污染評(píng)價(jià)[J];桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

4 鄒亞超;;基于望山見(jiàn)水的村莊選址研究——以龍泉驛區(qū)寶獅村幸福美麗新村建設(shè)規(guī)劃為例[J];四川建筑;2019年02期

5 王晨昊;湯曉安;馬伯寧;冷志光;;基于距離場(chǎng)映射的地形可視域分析方法[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2011年05期

6 劉騮;張立強(qiáng);張良;張興明;楊玲;;基于改進(jìn)的LOS算法實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜地形場(chǎng)景的可視域分析[J];中國(guó)科學(xué):信息科學(xué);2011年06期

7 王棟;劉林;張順發(fā);張?jiān)评?;基于SRTM高程數(shù)據(jù)的變步長(zhǎng)海面快速可視域分析方法[J];指揮控制與仿真;2017年04期

8 常德娥;;基于ArcGIS及ERDAS IMAGE的數(shù)字地貌構(gòu)建及其應(yīng)用研究[J];大眾科技;2008年08期

9 尹長(zhǎng)林;許文強(qiáng);;基于3DGIS的城市規(guī)劃可視性分析模型研究[J];測(cè)繪科學(xué);2011年04期

10 洪鯤浪;;基于WebGIS的山區(qū)無(wú)線(xiàn)基站選址研究[J];中國(guó)新通信;2007年09期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 楊翔宇;基于WebGL的三維地形可視域分析算法研究[D];華中師范大學(xué);2019年

2 李亞楠;基于XDraw的并行可視域分析算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京師范大學(xué);2018年

3 池聰伶;三維地形可視域分析及顯示技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2009年

4 張武;基于GIS的ADS-B地面站部署研究[D];中國(guó)民用航空飛行學(xué)院;2014年

5 周丹;基于GIS可視域分析的礦山環(huán)境視覺(jué)污染評(píng)價(jià)[D];南京大學(xué);2011年

6 李桂娥;知識(shí)引導(dǎo)下室內(nèi)藍(lán)牙定位精度優(yōu)化[D];華中師范大學(xué);2017年

7 楊坤;可視域分析算法的并行化與容錯(cuò)研究[D];南京師范大學(xué);2014年

8 王陽(yáng)智;基于3S技術(shù)空間目標(biāo)探測(cè)三維仿真[D];武漢理工大學(xué);2012年

9 翟亞婷;計(jì)算機(jī)輔助建筑物高度與通視分析[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2857409