基本信息
- 项目名称：
- 神东矿区的DEM可视化研究与分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目从DEM数据结构入手，研究DEM可视化的原理及实现的方法，对比分析不同方法的优缺点，在DEM模型的基础上论述地形分析的理论与计算方法，以VB为编程语言，AutoCAD为输出平台，从底层开发，建立神东矿区DEM可视化与分析系统。系统以格网DEM为数据源，预期计划要求系统实现三维线框图、等高线、立体等高线、明暗等高线等可视化方法以及坡度、坡向分析等简单的分析功能。
- 详细介绍：
- 项目在明确数字高程模型（DEM）的概念与特点的基础上，基于格网DEM生成等高线、立体等高线、明暗等高线的算法和格网DEM的数字地形分析（主要是坡度坡向的提取）。在吸取三维计算机图形学、几何计算、科学计算可视化、虚拟现实的先进理论和技术成果的基础上，围绕地形可视化及其数字地形模型、三维地形生成等技术建立神东矿区DEM可视化与分析系统。项目以VB 6.0为开发语言，以AutoCAD作为输出平台，建立神东矿区DEM可视化与分析系统。系统实现三维线框图、等高线、立体等高线、明暗等高线等可视化方法以及坡度、坡向等分析功能。并在运用系统实现可视化与分析的同时，使用ARCGIS成品软件进行可视化与分析操作，将两种结果进行对比，验证系统的正确性。矿区DEM的可视化可大大节省内外业工作量，能使估算过程达到自动化和规范化水平，不必再进行重复测量，从而为神东集团改造和管理提供丰富的基础信息和辅助功能，对矿区的发展将发挥积极作用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 数字矿山是当前矿业技术发展的重要方向，在数字矿山中DEM是重要基础地理信息。为了更好的为数字神东矿区提供基础资料，本论文深入研究了矿区的DEM建立理论，从底层开发，以VB 6.0为开发语言，以AutoCAD作为输出平台，独立开发一套神东矿区DEM可视化与分析系统，实现DEM的剖面分析、坡度分析、坡向分析和明暗等高线绘制等功能，为矿区的信息化管理提供技术和资料支持。
科学性、先进性及独特之处
- 1.利用VB 6.0和AutoCAD 2004作为开发工具，自主研制了具有三维建模功能、可视化与分析功能的桌面式神东矿区DEM可视化与分析系统；2.在实现明暗等高线三维可视化时，特别对矢量数据向栅格数据转换理论方法进行了改进，提出一种行数差等于列数差情况下的转换算法；3.改进了等高线生成算法，思路简单，计算量较小；4.坡度坡向分析时，提出一种合理的计算边缘格网坡度坡向的方法。
应用价值和现实意义
- DEM是组成数字矿山的重要基础地理信息，因此对矿区现有的地形数据进行整理，建立整个矿区的DEM，可以为数字矿区提供重要的基础地理数据。本论文针对矿区的实际数据情况研究了矿区DEM的建立的相关理论和方法，实现了格网DEM的构建、立体等高线及明暗等高线的生成、坡度坡向分析，在实现上述成果中，既改进了相关算法，实现三维可视化分析，又可为矿区建设和管理提供相关地理信息，具有现实意义。
学术论文摘要
- 本文深入研究了数字矿山DEM的建立的相关理论，探讨矿区DEM三维可视化分析的理论和方法。基于格网DEM生成等高线、立体等高线、明暗等高线，重点研究了明暗等高线和坡度、坡向的提取算法。从底层开发，以VB 6.0为开发语言，以AutoCAD作为输出平台，独立开发一套神东矿区DEM可视化与分析系统，实现DEM的剖面分析、坡度分析、坡向分析和明暗等高线绘制等功能，为矿区的建设和管理提供技术和信息支持。
获奖情况
- 获得大学生创新实验项目资助 辽宁工大第七届“雄鹰杯”大学生科技学术论文竞赛二等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 赵耀红,史晓峰.DEM在OpenGL中的三维显示[J].现代情报,2003,(11):70～72. [2] 李庆林.数字高程模型[M].武汉:武汉大学出版社,2001. [3] 汤国安,刘学军,闾国年.数字高程模型及地学分析的原理与方法[M].北京:科学出版社,2005. [4] 鲍和云.液压缸的参数化设计与实现[D].淮南:安徽理工大学,2001.等
同类课题研究水平概述
- 三维地形可视化技术自20世纪90年代以来一直是信息领域开发和应用的热点方向之一。该项技术的快速实现对战场环境仿真、娱乐与游戏、地形的穿越飞行、土地管理与利用、气象数据的可视化和军事战事等领域具有现实意义。因此研究利用中高档微机实现地形可视化、动态显示技术和方法具有现实意义和广泛应用价值，而DEM数据的三维显示是三维可视化研究的基础。 经过40多年的发展，关于DEM的诸多基础理论问题都得到了深入的研究，DEM以及基于DEM数字地形分析的理论与技术方法体系正在形成。作为地理信息系统地理数据库中最为重要的空间信息资料和赖以进行地形分析的核心数据系统，国家测绘部门将其作为国家空间数据基础设施建设的重要内容之一。随着全国多尺度DEM的相继建立，其正在科学研究、生产与国防建设中发挥越来越重要的作用。在理论研究方面，DEM的不确定性、DEM的尺度效应、DEM的地形分析、基于DEM的数据挖掘都取得了很大的突破。在应用方面，也从一般的地形因子提取、支持三维漫游等简单应用向更 多样的形式、更广泛的领域发展。可以说，在很多应用者看来，DEM所以代表的已经不仅仅是一般的记录海拔的空间数据，还包括一种空间思路、一种地学处理的方法。 国外ARCGIS商品软件存在操作复杂，软件的造价昂贵等缺点。利用VB 6.0和AutoCAD 2004作为开发工具，从底层开发自主研制的具有三维建模功能、可视化与分析功能的桌面式神东矿区DEM可视化与分析系统，不仅操作简便，为数字矿区提供了丰富的地理信息，而且节约了成本。系统具有的地理分析功能，可以实现模型三维可视化、坡度分析、坡向分析、明暗等高线绘制等功能，通过与国外ARCGIS对比，验证了系统的正确性，其达到的水平与国外先进的ARCGIS商品软件功能作用相当。
