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地表空间水文过程三维可视化试验_以浙江黄土岭流域为例_罗维佳

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2005年11月地  理  研  究GEO GRA P HICAL  RESEA RC H Vol 124,No 16Nov 1,2005

  收稿日期:2005203209;修订日期:2005207228

  基金项目:国家自然科学基金资助项目(40171015)

  作者简介:罗维佳(19712),男,云南澄江人,南京大学博士生,玉溪师范学院教师,研究方向为遥感与地理信

息系统。

地表空间水文过程三维可视化试验

———以浙江黄土岭流域为例

罗维佳1,2,都金康1,谢顺平1,冯学智1

(11南京大学城市与资源学系,南京210093; 21玉溪师范学院地理系,云南玉溪653100)

摘要:地表空间水文过程涉及三维地理空间和一维时间,对其进行三维动态交互显示便于认知主体对水文过程形成正确的认识。本文以浙江黄土岭流域为试验区,结合地理信息系统和计算机图形学的方法和技术探究了流域空间水文过程的动态交互显示方法。利用Open G L 的三维建模和图像渲染功能表现三维的水文过程,其中双缓冲技术保障了水文过程时间变化的展示。探讨了表面建模,地形着色处理,光照法线计算,水体透明处理,时相水文数据处理及交互参数输入等方法,并建立了地表空间水文过程的显示系统。通过系统的运行表明,该系统能逼真地显示不同高程连续水体的三维动态变化。

关 键 词:三维可视化;空间水文过程;Open G L ;黄土岭流域

文章编号:100020585(2005)0620947210

1 引言

国内外地学界一直把地理环境的表达和认知作为普遍关注的热点[1]。地表现象和过程的虚拟三维再现能够直观地表达地理环境,增加用户身临其境的感觉,从而拓展和增强人们对环境的感知和认识能力,提高空间认知水平。多数水文现象和过程随时间和空间的变化而变化,为了较为真实地反映水文现象,给人以自然界的原本感受,便于人们观察和分析水文过程,采用三维显示技术十分必要;水文过程是一个随时间而变化的动态过程,因此进行三维显示时还应考虑时间因素。

  关于水文过程的可视化,Sven Fuhrmann 采用Delp hi 210编程,组合MapObject s L T 、TimeView 、GeoDIN 2Viewer (分别具有电子地图、动画、地质剖面等功能)等多个免费软件设计了一个水文数据可视化系统HydroV IS [2],由于免费软件功能相对简单,该系统实现的是二维显示;G 1Drogue 等人利用ArcView 的可视化工具对水文过程进行了三维可视化研究[3],他们表现的是线状河川径流的三维动态变化。Bo Huang 等人采用Arc 2View 的宏语言Avenue 编程,把水文模型TO PMODEL 和地理信息系统的可视化和空间分析功能集成起来(AV TO P )[4],能够显示三维地形,由于受现有地理信息系统软件功能的限制,没有解决不在同一高程平面上的连续水体的动态变化显示。袁艳斌等人以Visual C ++为系统开发平台,结合GIS 和Open G L 技术模拟了流域洪水的三维演进过程[5],其表现的某一时刻的水面仍然在同一平面上。

地表空间水文过程三维可视化试验_以浙江黄土岭流域为例_罗维佳

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