论文总字数：20636字

摘 要

为了在地图的二维平面上表达三维空间信息，特别是表达地球高低起伏、千变万化的地形形态，人们对制图方法进行了长期的探索。三维空间信息是指事物在特定的三维空间里存在的位置、大小等信息，它的地图表达是以三维数据为基础，按照一定的比例对现实世界进行抽象的描述。本文以四川省汶川县为例，利用Google Earth采集该地区的三维空间数据，然后生成DEM，并借助于GIS软件SuperMap将该地区的地形地势以等高线法、分层设色法和晕渲法进行表示。最后，利用GIS软件的三维表面分析功能进行了一些分析应用。

关键词：三维空间信息 DEM 等高线法 分层设色法 晕渲法 表面分析

The research of three-dimensional map information representation method

Abstract

In order to map the 2D plane to express 3D spatial information, especially express ups and downs, ever-changing topography form earth, people drawing method for the long-term exploration. Three dimensional space information refers to the things exist in the three-dimensional space specific information such as location, size, and its map expression is based on 3D data, according to certain proportion to abstract description of the real world. In wenchuan county, sichuan province, for example, this paper uses Google Earth to collect 3D spatial data in the region, then generate DEM, and by means of SuperMap GIS software to the region terrain contour, layered and hill shading said. Finally, the 3D surface analysis function of GIS software are analyzed in some applications.

Key Words: Three dimensional space information; DEM; Contour method ; Layered method ; Hill shading ; Surface analysis

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1 课题研究意义 1

1.2 地图的起源及发展现状 1

1.3 课题研究内容 1

第二章 三维空间信息的表达 3

2.1 二维地图上三维空间信息的表达 3

2.1.1 等高线法 3

2.1.2 分层设色法 4

2.1.3 晕渲法 5

2.1.4 二维平面上地图表示方法的优缺点 5

2.2三维可视化 6

2.2.1 三维可视化技术.................................................................................... 6

2.2.2 虚拟现实技术........................................................................................ 6

2.2.3 三维地理信息系统................................................................................. 6

第三章 相关软件的介绍 7

3.1 Google Earth及其高程提取软件 7

3.1.1 Google Earth 7

3.1.2 Goody GIS 8

3.2 SuperMap iDesktop 7C 8

3.2.1 地理信息系统软件概述 8

3.2.2 SuperMap iDesktop 7C 9

3.2.3 SuperMap GIS的主要功能 9

3.2.4 SuperMap iDesktop 7C 产品特点 10

第四章 实例研究 13

4.1 三维空间信息的提取 13

4.1.1 研究区域的基本地形概况 13

4.1.2 三维空间信息的提取软件的选取 14

4.1.3 三维空间信息的采集.............................................................................15

4.2 数据的处理及DEM的生成 16

4.2.1 数据的处理..........................................................................................16

4.2.2 DEM的生成............................................................................................17

4.3 汶川地区三维空间信息的表达 20

4.3.1 等高线法..............................................................................................20

4.3.2 分层设色法..........................................................................................21

4.3.3 晕渲法.................................................................................................23

第五章 三维表面分析 24

5.1 等值线 24

5.2 坡度和坡向 25

5.2.1 坡向.....................................................................................................25

5.2.2 坡度.....................................................................................................26

5.3 通视分析 27

5.3.1 可视性分析..........................................................................................27

5.3.2 可视域分析..........................................................................................28

5.4 剖面图..........................................................................................................30

5.5 其他............................................................................................................31

第六章 结论 32

参考文献 34

致谢..........................................................................................................................35

第一章 引言

1.1 课题研究意义

通过二维地图方式来表达的空间信息的实质是一个符号化的信息模拟系统，在直观表达空间信息方面优势不是特别明显^[1]。为了以地图方式在二维平面上表达三维的空间信息，特别是表达地球表面高低起伏，千变万化的地形形态，人们对制图方法进行了长期的探索。随着计算机及图形学技术的快速发展，以空间视觉模拟为基础的三维空间信息表达技术不断成熟，成为三维空间信息表达的一种重要方式^[2]。三维地图是利用虚拟现实技术而建立的三维模型，用以将现实的地形地貌更为形象的表达出来，便捷人们的日常生活。

1.2 地图的起源及发展现状

地图学是一门极其古老的学科，经过长期的历史发展，不断地充实和完善，现在已经成为一门拥有一定理论基础和现代化技术手段的学科，根据《辞海》和《中国大百科全书》的定义，地图学被认为是“研究地图及其编制和应用的一门学科”。

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