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三维地形可视化技术可以直观、真实地表达地形的三维信息及综合特征,在国民经济各个领域中有着广泛的应用价值和广阔的应用前景。随着计算机技术的快速发展以及三维地理信息系统的广泛应用,三维地形可视化已逐步成为港口、航道工程中进行河床演变与冲淤分析的前沿领域与热门课题,也是全面快速表达河床地形三维信息的重要手段。 本文在吸取了计算机图形学、计算机科学、地理信息系统等众多领域大量先进理论成果的基础上,系统的论述了基于OpenGL的三维河床地形可视化实现的相关理论、技术和算法,具体包括三维可视化及三维地形可视化的基本理论、三维几何造型技术、离散数据的曲面拟合方法、OpenGL的工作原理及相关技术、数字高程模型的主要类型、离散数据网格化的几种主要插值方法、改进的离散数据网格化算法、三维地形模型的构建技术、真实感图形的实现理论、三维坐标的查询技术以及人机交互的实现技术。 基于上述理论及成果,以windows2000系统和Visual C++6.0为平台,利用基本OpenGL函数编程技术开发了三维河床地形可视化实时浏览系统。该系统能够接受TXT格式的离散数据并进行预处理,实现线框、不同设色、光照、纹理映射等不同模式的三维河床地形可视化,具有实时动态浏览、三维坐标查询、网格数据及三维图形输出等功能;同时,还具有河床地形冲淤变化前后叠加三维对比效果图的绘制以及对比数据的输出等功能。 本课题具有较重要的理论和实践意义。在理论上,对改进的离散数据网格化算法、三维地形建模、三维坐标查询等三维地形可视化实现的相关技术进行了分析研究;在实践上,构建了一个数字化、可视化、智能化的水利领域三维河床地形可视化实时浏览系统,为河床演变分析提供了一个科学有效、简便直观的可视化分析途径。