侧扫声呐图像反演海底地形的一种线性算法

为弥补现有测深方法在获取海底微地形方面的不足,基于侧扫声呐高分辨率成像特点,提出一种侧扫声呐图像反演三维海底绝对地形的线性化算法.首先,根据侧扫声呐成像原理给出声波入射方向的估算模型,基于海底表面漫反射模型推导出一种线性化反演模型,并以同区域初始地形作为约束建立反演地形的约束模型,实现了反演地形向绝对地形的转变;在此基础上,给出完整的侧扫声呐图像反演三维海底绝对地形的流程以及精度评定方法;最后,借助实验对该方法进行了检验和验证.实验结果表明,该方法可以获得均方根误差优于15 cm、分辨率为初始地形170倍的海底地形.     

水深数据约束下的声呐图像海底地形恢复方法

针对传统多波束系统和单波束系统在获得海底精细地形时的局限性,分析了高分辨率侧扫声呐图像与海底地形因素之间的关系,提出了一种利用高分辨率侧扫声呐图像恢复精细海底地形的新方法.根据侧扫声呐成像机理,构建模型获得声波在海底表面的入射强度和反射强度;基于Shape From Shading反演理论建立海底表面相对形状反演模型,并借助外部水深数据中分离出的地形高频项构建约束模型对反演结果进行约束;将外部水深数据提供的地形低频信息与约束后的反演结果叠加,实现绝对海底地形恢复.结果表明:该方法可获得相对中误差小于2%水深的海底地形恢复精度,并将测深数据分辨率提高近70倍.     

三维电子海图地形可视化技术研究

针对三维海底地形数据获取和多分辨率显示展开对三维电子海图的研究.利用加权平均法将从二维电子海图中提取的水深数据插值为规则格网数据,并采用四叉树结构对数据进行组织.为提高散乱地形数据检索效率,给出了一种散乱数据索引方法.基于细节层次思想,设计了一种四叉树节点误差评价系统,以实现地形简化和提高渲染效率.实验结果表明,在实现海底地形连续多分辨率显示的基础上,满足了细节层次思想对图形渲染的要求,并具有较高的显示速度和较好的图形效果.     

DTM数据的三维可视化及其实现

针对数字地形模型（Digital Terrain Model,DTM）数据三维可视化问题.提出了采用Delaunay三角化法得到地形采样点,并用已知数据对三角曲面进行插值加密,生成规则格网（GRID）数据结构的方法,实现三维地形高度真实感的可视化效果.再利用面向对象的设计与编程方法、VC＋＋6.0开发语言以及OpenGL图形库完成了基于三维地形模型的显示,并对三维地形显示中的关键技术即模型的实时动态显示技术、三维地形交互技术进行了实现.     

海底小目标高分辨合成孔径声呐成像技术研究进展

海底小目标的成像探测问题是海底探测领域的经典难题，合成孔径声呐技术为小目标高分辨成像与探测提供了主要技术手段。本文分析了现阶段合成孔径声呐所面临的主要能力提升问题，介绍了合成孔径声呐高分辨成像的基本原理以及多子阵成像技术，并且针对合成孔径声呐面临的技术难点，对运动误差估计与补偿技术、高测绘效率成像技术、非稳定直航下的高分辨成像技术进行了讨论，介绍了相关技术路线与研究进展，并在此基础上展望了海底小目标高分辨成像技术的发展趋势与应用前景。     

GLScene在地形可视化应用中的研究

结合三维地形的可视化对GLScene的主要对象及类的层次关系做了初步的探讨,介绍如何将GLScene应用到地形可视化系统的开发中,并据此实现了基于GLScene的实时三维地形可视化系统.该系统实现了三维静态显示、三维动态漫游等功能,并具有对计算机硬件要求较低、建模速度较快的优点.     

由等高线图像生成三维地形的简易方法

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.     

基于Java3D的网络三维模型浏览系统的开发

Java3D是基于Java平台面向对象的三维图形应用程序接口API，便于在网上实现三维图形的显示、浏览．主要探讨了通过STEP／AP203标准文件提取三维模型边界信息，利用Java3D实现网络三维模型交互浏览系统的技术方案，系统由STEP文件信息提取、基于Brep表示的三维模型重建和三维模型网上真实浏览等三大模块组成，并具体讨论了这三个模块的实现原理．该技术的实现对协同式设计的畀地浏览功能有着重要意义。     

基于OpenGL三维河网地形与数据场的可视化

结合虚拟现实技术在数字流域中的应用,研究了数字高程模型的建立与三维地形实时绘制显示的机制.详细描述水利工程三维模型的构建及可视化仿真,在三维数字河网基础上叠加了实时计算的流场与温度场的数据,实现三维动态流场与温度场可视化.基于OpenGL环境开发的交互式可视化仿真系统形象地描绘流域内的地形场景、水利工程、河网等,对实现三维漫游、空间信息查询、洪水淹没分析和专业成果数据的可视化分析方面具有重要的作用.为分析水利水电工程建设对河道天然径流的影响,尤其是库区上下游水温方面的生态环境影响,提供了一个可视化的分析平台.     

多波束相干海底成像技术

为使多波束测深系统获得高质量的海底地貌图像,研究一种基于多波束相干原理的成像方法.在分析多波束相干算法估计海底回波到达时间(time of arrival,TOA)与到达方向(direction of arrival,DOA)原理的基础上,结合水声环境与声呐系统参数对各检测点对应的反向散射强度和地理位置信息进行估计,并从相干信号的幅度、相关性以及频谱三方面对受噪声影响的相位差数据进行质量控制,实现了反向散射强度和空间位置信息的准确融合.试验数据的处理结果验证了该方法能有效抑制噪声对相位差序列的干扰并且所获声呐图像具有较好的空间分辨率.     

一种基于单一视图的三维模型检索方法

针对已有研究存在的视图冗余性问题,提出采用单一视图进行三维模型形状特征度量t并通 过动态规划进行相似性计算,实现三雏模型的单一视图特征描述和匹配．算法主要由三步组成：首先,将三维模型进行姿态调整,并通过渲染得到最能表达三堆模型外形特征的主视lit．其次,对渲染得到的视图进行轮廓采样,通过内在距离扣内角提取模型彤技特征描述,最后,采用动态规剐算法计算不同模型之间的相似程度．实验结果表明：尽管只采用单一视图进行特征描述,但所提出的算法检索精度要高于一些典型三雏形状特征描述符,包括采用深度视图定义的形状描述符.     

基于Unity3D的三维海底地形建模

本文运用虚拟现实技术,以Unity3D为建模工具,介绍了三维海底地形地貌建模的建模步骤以及最终的建模效果,实现了三维海底地形地貌建模,为三维可视化海底管道集成系统的建立创造条件。     

基于3ds Max与Unity3D三维海底场景建模

本文利用了一种基于3ds Max与Unity 3D创建三维海底场景的虚拟现实技术,即在3ds Max中构建三维模型和制作三维动画,在Unity 3D中布置场景,实现海底管道的数据化,应用于海底管道探测及风险评估。     

基于数据库技术与Unity3D的海底管道动态数据显示系统设计

设计与研发海底管道检测以及动态数据显示集成系统,对我国海洋油气资源的开发意义重大。本文利用Unity3D三维引擎高度还原海底全貌、海底管道铺设情况,构建三维海底管道模型。利用SQL Server与ArcSDE的连接建立海底管道信息数据库。两者结合设计出高效率、高品质、高时效的海底管道动态数据显示系统。     

基于Quest3D的航天发射三维实时显示技术研究与实现

以航天测试发射过程为应用背景,研究并实现了基于Quest3D的航天发射三维实时显示系统,讨论了结合Quest3D和VisualC＋＋实现网络数据驱动的三维实时显示若干关键技术,给出了系统的实现效果。     

平面屏式真三维立体显示的图像数据生成方法

真三维立体显示是目前最新的立体数据显示,其图像存在于真实三维空间中,可提供几乎所有的生理和心理深度暗示。针对真三维显示数据获取问题,分析了基于多投影机和平面旋转屏的真三维立体显示器的系统结构与显示原理,提出了一种基于获取模型切片图像的真三维显示数据的生成方法。首先,计算两个裁剪平面的位置;然后,启用裁剪平面切割三维模型获取切片图像,按照预设旋转角度控制模型的位置可获取各个角度的切片图像;最后,应用该方法开发了一个切割模型获取其切片图像的软件,并通过一个动物模型的应用实例验证了该方法的有效性。     

地磁场中空心铁磁圆柱体纵向磁化状态数值分析

在磁探测工作中,将潜艇壳体、武器弹药壳体等铁磁物体等效为空心薄壳铁磁圆柱体,对于分析它们的外部磁特征具有重要意义.采用三维积分方程法,建立了地磁场中空心铁磁圆柱体纵向磁化状态的数学模型,并按照不同的剖分格式进行了计算分析.一个典型实例的计算结果表明,三维积分方程法只需要少量剖分单元就可以很好地满足计算精度要求,大大减少了计算前的数据准备工作量.另外,根据磁感应强度求解问题,计算时间大大少于根据磁场强度求解问题,大幅度地加快了计算速度.三维积分方程法计算结果与实测结果具有很好的一致性,表明该计算方法是有效可行的,非常适合于计算空心薄壳铁磁圆柱体在地磁场中的纵向磁场特征.     

基于FFD算法的三维服装变形技术

为提高服装及其虚拟展示行业的变形效率问题,研究开发了一套适合服装变形的智能系统.以VB.NET和Managed DirectX为开发工具,以3DSmax为模型工具,以FFD自由变形算法(free-form deformation,FFD)为核心算法来实现三维服装变形.减少了服装变形的手工繁复操作,实现了三维服装变形的自动化模式.     

基于Java 3D的三维网络模型的研究

Java3D是Java在三维图形方面的扩展。Java3D基于OpenGL等底层的API,同时结合了Java语言的网络功能,很好地解决了网络跨平台环境的三维可视化问题。用Java3D作为基于网络的虚拟建模环境的开发平台,有助于在应用中不断采用更为先进的算法,形成独立的技术核心。充分利用Java语言面向对象的特征,介绍了Java3D与VR相结合的Web3D应用技术,提出了在Java3D中复杂的三维网络模型的构造方法,采用Java3D实现与用户交互的虚拟三维场景。     

基于钻孔数据的三维地层建模软件的实现

介绍了基于钻孔数据三维地层可视软件的实现过程及系统总体设计、相关数据库的设计,提出了基于钻孔数据三维地层建模的总体思路及其实现步骤,并从整体上介绍了系统的模块组成．建立的软件可实现对钻孔数据的三维建模、可视化分析,具有丰富的二维成图和三维显示功能．