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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:梅振豪
研究生(外文):Jen-Hao Mei
論文名稱:基於VRML語言之視覺化地形模擬
論文名稱(外文):VRML-Based Visualization of Terrain Simulation
指導教授:李良輝李良輝引用關係
指導教授(外文):Liang-Hwei Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:虛擬實境建模語言視覺化數值高程模型地形模擬。
外文關鍵詞:Virtual Reality Modeling Language (VRML)VisualizationDigital Elevation Model (DEM)Terrain Simulation.
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本文以虛擬實境建模語言(Virtual Reality Modeling Language,VRML)為開發工具,將台灣地區40公尺解析度之DEM高度資料搭配SPOT衛星所攝10公尺解析度影像與高雄地區航照影像共同建構含虛擬實境(Virtual Reality)概念的三維地形模型。為了精確定位,DEM與影像資料之坐標須自台灣慣用的GRS67 TM2轉換為GeoVRML支援的WGS84 UTM;同時應用細節層次(Level of Detail,LoD)的技術,將龐大的DEM及影像檔案做層次性的分割,減少計算機在資料載入、處理、顯示等動作的時間,並能依視點與地面的距離不同,展現不同的模型解析度與影像解析度;模型展現上可透過一般的網頁瀏覽器觀看且利用VRML語言的節點設定畫面移動的路徑與速度,以飛行模擬的方式進行。
This research starts with the Virtual Reality Modeling Language (VRML) as a modeling tool. The data used to build 3D VRML terrain model comes from 40 meters resolution Digital Elevation Model (DEM) and 10 meters resolution SPOT image around Taiwan region, the aerial photos of Kaohsiung urban area are also incorporated into the 3D scenes. For the sake of the accurate fixed position, the DEM and image data with GRS67 TM2 coordinate system that Taiwan consistently used must convert into WGS84 UTM coordinate system that GeoVRML supported format. Moreover, the GeoVMRL quadtree LOD mechanism can simplify the geometry and imagery for a VRML dataset by clipping the huge DEM and image data into different level of individual pyramid tiles. The amount of time required by computer to load, process, and display of large scale landscape scenes can be reduced tremendously by pyramid data structure. The level of detail is switched upon the distance of user’s viewpoint to the ground of terrain model. The visualization of VRML-based 3D terrain model on Web browser is accomplished by specified geographic coordinates and key values to control the route and speed of fly through simulation.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 研究方法與流程 5
1.5 論文架構 7
第二章 地形模擬相關知識與關鍵技術 8
2.1 數值地形模型(DTM) 8
2.2 數值影像 11
2.2.1 SPOT衛星 11
2.2.2 IKONOS衛星 14
2.2.3 QuickBird衛星 14
2.2.4 OrbView3衛星 15
2.2.5 福爾摩沙二號衛星 15
2.2.6 航照影像 16
2.3 坐標系統與地圖投影 17
2.4 虛擬實境 18
2.5 細節層次(LoD)技術 20
第三章 虛擬實境建模語言(VRML) 26
3.1 前言 26
3.2 VRML的歷史 26
3.3 撰寫與瀏覽VRML檔案的方式 27
3.4 VRML關於建構地形的主要節點 28
3.5 GeoVRML的歷史與特色 31
3.6 GeoVRML增加節點之使用方法 31
3.7 範例說明 34
第四章 台灣地區三維地形模型之建置 37
4.1 前言 37
4.2 影像之正射化糾正 37
4.2.1 簡易幾何糾正 37
4.2.2 精密幾何糾正 38
4.3 坐標轉換與重新取樣 38
4.3.1 坐標轉換之程序 39
4.3.2 重新取樣的方法 44
4.3.3 大像素影像之處理方法 48
4.4 DEM與影像之分割機制 49
4.5 模型切換高度之設定 52
4.6 建物模型 54
4.7 模型產生的自動化 55
4.8 模型檔的壓縮格式 57
4.9 模型展現 57
4.9.1 手動控制方式 57
4.9.2 模擬飛行路徑方式 59
第五章 結論與建議 70
5.1 結果討論 70
5.2 未來建議 71
參考文獻 73
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http://gis.geo.ncu.edu.tw/user/tsairj/
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[46] 美國OrbImage公司,http://www.orbimage.com/
[47] http://www.pojar.net./ProgressiveMesh/
[48] 洪嘉蕙,2001,“以虛擬實境技術輔助水下遙控潛具導航之研究”,國立中山大學海洋環境工程研究所碩士論文,頁45-47。
[49] M. Duchaineau, M. Wolinsky, D. E. Sigeti, M. C. Miller, C. Aldrich, M. B. Mineev-Weinstein, 1997, “ROAMing Terrain: Real-time Optimally Adapting Meshes”, IEEE Visualization 1997 Proceedings, pp.81-88.
[50] Martin Reddy, “Level of Detail Manegement for 3D Games:Terrain Level of Detail”, Pixar Animation Studios.
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