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由于人类对自然环境进行各种破坏活动和环境自身的循环运动,人们实际上时时刻刻都在面临各种自然灾害,有的灾害不会在短时间内对环境产生明显影响,有的灾害则会在瞬时对环境产生巨大破坏,地震灾害就属于后者。由于地震灾害无法预测,灾害发生后就需要对灾区进行及时的救助。考虑到实际情况,地震灾区的周边环境往往很复杂,并且在地震运动过程中,所在环境内及周边的交通和通讯设施一般会遭到强烈破坏,这样就使得进入灾区执行救援活动变得很困难。在这种情况下,本文运用计算机图形学的相关技术,在地震发生后对受灾地区进行地形重构,从而为救灾方案的确定提供一定的决策依据。
本文主要对地震灾区的两个方面工作进行研究,主要包括受灾区DEM(数字高程模型)生成和渲染以及基于DEM模型的仿真遥感影像生成。构建受灾区DEM可以为救灾方案的制定提供依据,同时让人们对灾区的地形地貌有一个准确的认识。
本文的主要研究工作包括:
对DEM的分类进行阐述,同时介绍了两种常用的DEM数据存储技术,包括文件存储和数据库存储。
由高空探测器测量的地表高程值都是一些离散的不规则的点。在这些点的基础上构建规则网格模型首先需要建立不规则网格模型,然后通过一定的插值算法,才能计算出规则网格点的高程值,实现对地形的重构。在规则网格模型基础上,本文还实现了三维地形的渲染,主要包括地形面片的生成和删除算法。
受灾地区仿真遥感影像的生成主要参考了phong光照模型。它包括环境光、漫反射以及镜面反射模型的抽象和模拟。在该模型中,主要使用点的法向量以及光照方向和强度来生成每个点的像素灰度值。本文在规则网格模型的基础上,通过三角面的构成方式计算每个像素点的法向量。当该像素点不在规则网格点上时,需要使用一定的插值算法对所在点的法向量进行插值计算。在所有像素点的灰度值都计算出来以后,我们将其写入一个图片文件中,就形成了我们需要的遥感仿真影像。本文主要进行地震灾区的地形生成和遥感影像生成,并通过构建插件的形式进行上述两项工作的研究。