地质教学场景交互式可视化研究.pdfVIP

第22卷第1期 遥感技术与应用 yo￡．22Ⅳo．1 2007年2月 REMOTESENSINGTECHN()LOGYANDAPPI。ICATl0N FP6．2007 地质教学场景交互式可视化研究 张万峰1，潘 军1，邢立新1，李百寿2，马骋1，李海鹏1 (1．吉林大学地球探测科学与技术学院，吉林长春130026； 2．北京大学遥感与地理信息系统研究所，北京 100871) 摘要：在地质教学理论方法研究与实际应用中，地质教学场景的交互式可视化再现了实地地质信 息，加深了学习者对所获取数据规律、本质的认识。本文基于Vega平台创建实时仿真环境，从地形 图提取地理信息数据，将二维的离散数据转换为三维连续数据，建立三维地形表面和空间实体模 型；同时利用遥感数据连续记录地表真实信息的特点，将遥感数据作为虚拟景观纹理贴图，更加真 实的反映了地质景观，最终实现了野外教学实习基地地质景观的三维可视化实时漫游。 关 键 词：地质景观；交互式可视化；约束体；Vega 79 中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1004一0323(2007)01一0050—05 引 言 格式，它是一种分层的数据结构[1…，现已成为仿真 场景的交互式可视化是“数字地球”(或“透明地 球”)的一个重要组成部分，目前已经应用到城乡规 Creator可以将NIMADTED数据、USGSDEM数 划、小区建设和国土资源管理等多个领域，但还未见 据、二进制浮点数据等格式转化为DED格式[1“，但 应用于野外地质教学方法和应用中。地质教学场景 是实际工作中往往不仅限于这几种数据格式。本文 可视化主要依赖于虚拟现实技术，该技术已应用于 是从现有地形图获取的等高线出发，经过 地球科学、工业[1]和医学[23等领域，为人类探索自然 界各种事物及其发展规律开辟了更广阔的空 间[3~5]。与传统的二维纸质地图数据源相比，三维可的生成方式更具有广泛性和实用性。 视化景观具有更加直观、更加形象等诸多特性；而利 2．2层次细节模型 用遥感数据连续记录地表真实信息的特点，可以更 I，evelof 加真实的反映地质景观[6”]，是摄影等其它手段无 用它可以对场景进行简化，将层次细节模型与纹理 法比拟的，因此可作为虚拟景观纹理贴图的重要来 映射技术结合应用，可以避免因距离物体过近而缺 源。可视化技术为学生观察自然地质实体及其演化、 乏真实感，有效地降低场景实时渲染的复杂度，目前 了解区域总体地貌分布提供重复观测和重复体验场 对该技术的研究仍然是一个热点问题。 景实体的机会。本文基于Vega平台创建实时仿真 I。()Ds技术不同于以往的静态场景简化中采用 环境，从地形图提取地理信息数据，将二维的离散数 的预渲染、纹理替代几何、小纹理平铺贴图等技术， 据转换为三维连续数据，建立三维地形表面和空间 它可以根据视点的位置，来确定模型的精细程度，距 实体模型，实现了野外教学实习基地地质景观的三 离视点近的模型精细度高，而距离视点远的模型精 维可视化实时漫游。 细度低。 I，()Ds主要是通过降低显示三维场景模型的复 2 三维虚拟景观的理论基础 杂度来实现的，其主要思想是为三维场景中的物体 2．1 数据格式 建立多层次的细节模型，在模型驱动时根据一定的 众所周知，()penFlight是MultiGen数据库的规则选择相应的层