由等高线图像生成三维地形的简易方法VIP专享VIP免费

第29卷第2期2007年4月沈阳工业大学学报JournalofShenyangUniversityofTechnologyVo1．29No．2Apr．2007文章编号：1000—1646(2007)02—0181—04由等高线图像生成三维地形的简易方法黄有群，王睿(沈阳工业大学信息科学与工程学院，沈阳110023)摘要：针对目前三维地形数据生成技术普遍缺乏对小范围地形的便捷导入，还停留在大范围、高硬件支持、高计算量水平的现状，介绍了由图像等高线信息生成三维地形的简易方法．着重论述了等高线的跟踪及等高线间地貌信息的填充，根据等高线的特点，采用图像的边界检测方法实现了对非细化等高线图像的自动跟踪；采用内插和外插相结合的方法填充等高线间的地貌信息，生成的三维地形效果较好．介绍的由等高线图像生成三维地形生成方法比较简单，容易实现，而且对于系统平台的硬件和软件要求较低，适合于一些小规模、且对地形精度要求不高的三维地形的生成．关键词：图像；等高线；三维地形；VRML语言；插值；网格中图分类号：TP317．4文献标识码：ASimplemethodofgenerating3DterrainsbasedoncontourimagesHUANGYou—qun，WANGRui(SchoolofInformationScienceandEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110023，China)Abstract：Thepresentmethodsofgenerating3Dterrainsonalargescalerequireadvancedcomputerhardwaresupportandintensivecomputations．Currentlythesemethodsdonotsupporttheconvenientimportsofsmallareaterrains．Asimplemethodofgenerating3Dterrainsbasedoncontourimageswasdescribed．Theemphasiswasonhowtotrackthecontoursandfillthegeomorphicinformationbetweenthecontours．Accordingtothecharacteristicsofthecontours，themethodtoautomaticallytrackcontourimagepointsbyimageboundarydetectionwasintroducedwithouttheneedofpre—thinning．Thegeomorphicinformationbetweenthecontourswasfilledbyacombinationofinterpolationandextrapolationmethodswithgoodfillingeffects．Theproposedmethodofgenerating3Dterrainsbasedoncontourimagescanbeeasilyimplemented，anddemandsonthecomputerhardwareandsoftwareconfigurationsarelow．Themethodissuitableforgeneratingsmallscale3Dterrainswithlowaccuracyrequirement．Keywords：image；contour；3Dterrain；VRML；interpolation；mesh等高线地图是用二维平面表现三维地形的重要工具，但读懂等高线地图需要一定的专业知识．近年来对等高线地图进行三维地形重建成为地图学和地理信息系统的研究热点⋯1．等高线图像比DEM(地面高层模型)数据更容易获得，所以依靠等高线图像数据生成三维地形的方法比依靠DEM数据的方法更具推广性_2j．由于等高线图中除等高线外其余大部分空间的高度未知，基于等高线的造型方法大都将等高线投影于给定网格，然后根据相邻等高线的高程值插值计算出网格点处的高程_3_．本文着重研究从图像等高线信息生成三维地形的方法，因此，等高线的跟踪和等高线间地貌信息填充是基于等高线的三维地形重建的关键技术．基于图像的等高线上像素点跟踪的一般方法是以上次搜索到的等高线上的像素点为中心，按一定的方向(如顺时针)搜索其周围相邻点，文献[4]对其进行了改进，提高了跟踪效率．但上述方法需要预先对所要跟踪的等高线图像进行细化处理，传统的细化方法计算量大，对于小规模地形或收稿日期：2005—10—11．作者简介：黄有群(1945一)，男，江苏苏州人，教授，主要从事计算机图形学及G气D等方面的研究维普资讯http://www.cqvip.com182沈阳工业大学学报第29卷对地形精度要求不高的三维地形生成效率不高．等高线是平面上的一系列曲线，尽管在悬崖和峭壁处会出现等高线相互交叉和重叠的现象，但这只是极个别的情况．因此，在一般情况下，可以认为等高线之间是不相交的封闭曲线E．在一个小地区范围内人们所看到的等高线不一定是完整的封闭曲线(制图学称它为开曲线)，但开曲线的起止都在区域的边界上l6．本文正是利用了等高线的上述特点采用图像边界检测方法逐条跟踪等高线上的点，不需预先对等高线图像进行细化处理，减少了工作量，提...