《基于OpenGL的三维数字地球仪研制与开发》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于OpenGL的三维数字地球仪研制与开发（86页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西北大学 硕士学位论文 基于OpenGL的三维数字地球仪研制与开发 姓名 王斌 申请学位级别 硕士 专业 地图学与地理信息系统 指导教师 刘万青 20080615 基于O p e n G L 的三维数字地球仪 研制与开发 摘要 在W i n d o w s s t a 的问世和双核C P U 的引领下的计算机软硬技术的不断提高 的形势下 越来越迫切地需要G I S 在三维可视化领域全面拓展 面对G o o 翊eE a n h 的强 烈冲击 人们缩放地球仪的同时 便能看到不同尺度的地理信息 国内3 D G l S 工作者 面临着非常巨大的挑战 然而不论是国外产品还是国产软件 当前的 数字地球 都
2、存 在着共同的问题 第一 作为商业软件 G 0 0 9 l eE a n h 和u E a n h 没有地球仪演示功能 第二 作为网络软件产品 G o o g l eE a n h 和L T E a n h 等无一例外地需要在网络服务器上 下载大量数据 造成本地显示速度明显迟滞 第三 系统开发成本及市场售价很高 大 大限制了其实用价值 尤其是无法发挥数字地球应有的全方位教育功能 三维数字地球仪可以被认为是数字地球的子集 其研制中所涉及的原理与方法是 G I S 在三维可视化研究领域的最基础问题之一 有效搭建一个具有自主知识产权的三维 数字地球仪系统 是最终实现数字地球的一个关键步骤之一 三维数
3、字地球仪可广泛应 用于工业 农业 教育以及社会生活各领域 O p e n G L 的强大的功能为三维数字地球仪系统提供良好的开发平台 随着计算机三 维可视化的发展 O p e n G L 的功能也会更加趋向稳定与兼容 通过O p e n G L 软件技术 和地学理论 特别是数字地球的深入研究 使得三维数字地球仪的搭建已成为可能 本 文以面向对象的软件设计方法完成了三维数字地球仪初步研制 为形成一套具有自主知 识产权的软件系统开展了一系列实验研究 论文在认真总结V i s u a lC 面向对象程序设计语言和O p e n G L 函数库各自优点的 前提下 分析了实验开发的可能性和可靠性 进而论
4、述了在V i s u a lC 丌发平台之下基 于O p e n G L 的三维数字地球仪的建模原理与丌发技术 先后完成了该软件原型系统的总 体设计 详细论证 开发实施及分析评价 其主要内容包括 1 地球仪 维模型的建 立 尝试用不同的方法创建地球仪模型 并分析总结不同方法的特点 2 三维数字地 球仪教学功能的实现 围绕地球仪及其软件系统的教学功能 进行了大量实验 初步实 现了面向教学的核心功能 3 三维数字地球仪G I S 基本功能的实现 主要包括基于三 维球体的G I S 信息查询功能和球面距离量测功能 其中 信息查询功能突破了传统二维 G I S 的查询功能局限 为未来软件系统的进一步完
5、善奠定了坚实的理论基础和技术积淀 关键字 数字地球仪 数字地球 三维可视化 G I S O p e n G L T H ER E S E A R C HA N DD E V E L O P M E N TB YT H E0 P E N G LO N3 D D 工G 工T A LE A R T H 工N S T R U M E N T A b s t 豫c t I I lt h ea d v e n to fW i n d o w s s t aa n dd u a l c o r eC P U u n d e rt h eg u i d a n c et h a t c o m p u t e
6、 rh a r d w a r ea n ds o f t w a r et e c h n o l o g yc o n t i n u e st oi m p r o V et h es i t u a t i o n m o r ea n d m o r ep r e s s i n gc o m p r e h e n s i V ed e V e l o p m e n ti sn e e d e df o rt h ef i e l d3 DV i s u a l i z a t i o n 1 nt h e f i l c eo ft h es t I o n gi m p a
7、c to fG o o 舀eE a r t h w h e np e o p l es h r i n kA tG o b l e t h e yw i l la l s ob e a b l et os e et h ed i 骶r e n ts c a l e so fg e o g r a p h i ci n f o m a t i o n 3 D G I Sd o m e s t i cw o r k e r sf a c e d w i t ht r e m e n d o u sc h a l l e n g e s b u tw h e t h e rf o r e i g n
8、o rd o m e s t i cs o f t w a r ep r o d u c t si nt h ef i e l do f t h ec u r r e n t D i 西t a lE a n h t h e r ei sac o m m o np r o b l e m t h ef i r s t A sac o m m e r c i a ls o f t w a r e G o o g l eE a n ha n dt h eI JE a n hn o th a V et h ef u n c t i O no fE a n h d e m O s e c o n d a
9、 san e t w O r k s o f t w a r ep r o d u c t G o o g l eE a r t ha n dI rE a n hw i t h o u te x c e p t i o nw h i c hn e e dt on e t w o r k s e e r st od o w n I o a dl a 玛ea m o u n t so fd a t a r e s u l t i n gi nt h e1 0 c a ls h o wa tas l u g 西s h T h i r d t h e s y s t e mD e V e l o p
10、m e n tc o s t sa n dm a r k e tp r i c e sV e r yh i g l l i nf a c tg r e a t l yl i m i t st h eu s eV a l u e i n p a r t i c u l a r s h o u l dn o tb ea b l et op l a yt h eD i 舀t a lE a n h i na l ld i f e c t i o n se d u c a t i o n 3 Dd i 西t a le a n hc a nb ec o n s i d e r e das u b s e
11、to fD i 舀t a lE a n h i n V o l V e di nt h ed e V e l o p m e n t O ft h ep r i n c i p l e sa n dm e t h o d si nt h r e e d i m e n s i o n a lV i s u a l i z a t i o nO fG I Si nt h ef i e l do fo n e0 f t h em o s tb a s i ca n de f f e c t i v es t l l l c t u r e s An u m b e ro fi n d e p e
12、n d e n ti n t e l l e c t u a lp r o p e r t yr i g h t s o ft h et h r e e d i m e n s i o n a lg l o b eS y s t e m i s0 n eo ft h ek e ys t e p st ot h eu l t i m a t er e a l i z a t i o no fa D i 西t a lE a n h 3 Dd i 西t a lg l o b ec a nb ew i d e l yu s e di ni n d u s t r y a 伊i c u l t u r
13、e e d u c a t i o na n d s o c i a l l i f ei nv a r i O u sf i e l d s n ep o w e r f u lf e a t u r e sO p e n G L3 Dd i 酉t a l 百o b ef o rt h es y s t e mp r o V i d e sag o o d d e V e l o p m e n tp l a t f o m a n dw i t ht h r e e d i m e n s i o n a lc o m p u t e rV i s u a l i z a t i O nO
14、 ft h ed e V e l o p m e n t O p e n G Lf e a t u r e sw i l lb e c o m em o f ec o m p a t i b l ew i t ht h et r e n do fs t a b i l i t y 7 n l r o u g l lO p e n G L s o f t w a l et e c h n o l o g ya n dt os t u d yt h e o r i e s e s p e c i a l l yt h en u m b e ro fi n d e p t hs t u d yo f
15、t h e E a n h m a k i n gt h r e e d i m e n s i o n a ls t r u C t u r e so f t h ed i 舀t a lg l o b eh a sb e c o m ep o s s i b l e t h ep a p e r b yt h eo b j e c t o r i e n t e ds o f t w a r ed e s i g nc o m p l e t e dat h r e e d i m e n s i o n a lm e t h o d sf o r t h ei n i t i a l d
16、e V e l o p m e n to fD i 舀t a lE a n h f o rt h ef o 珊a t i o no fa s e to fI I I d e p e n d e n tj n t e l l e c t u a lp r o p e n y r i g h t so fs O f t w a r es y s t e ml a u n c h e das e r i e so fe x p e r i m e n t a l r e s e a r c h 1 H P a p e r si nc o n s c i e n t i o u s l ys u mu pV i s u a lC o b j e c t o r i e n t e dp r o 孕a m m i n gl a n g u a g ea n d O p e n G Lf u n c t i o n su n d e rl h ep r e m i s eo ft h e i rr e s p e c t i V ea d V a I l t a g e s a n df i n
