基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战场地形研究
1.2 基于GIS的图形表达
GIS中的图形以矢量表示和存储的。图形的实质就是空间点在三维平面的投影,可以分解为:点,线,面,体等几种不同的图形元素。因为矢量化图形的各个部分可以用数学的方法加以描述,可以对其进行任意的变换,放大,缩小,旋转,变形,移位,叠加等,并保持图形的空间拓扑关系不变。而且矢量图形的基本组成是点,线,面,体,可以进行单独定义,控制,操作,分析,查询图形对象的空间信息及其相关的属性信息。
1.3 基于GIS的战场地形信息的组织
GIS将空间实体对象用空间数据和属性来共同描述并分别存储。前者描述实体的数据和拓扑关系等,后者描述实体的属性和两者的关联标识,空间数据和属性数据通过内部代码和用户标识码作为公共数据项连接起来,使得空间对象的每个图元与描述图元的属性一一对应起来(如图1)。利用GIS特有的混合空间数据组织形式为反映战争中复杂的地形环境提供了条件。战场数字建模是把客观存在的战场地形环境实体在计算机中用真实的空间位置来表示,实现了地形空间实体与属性数据一一对应(如图2)。
2 、三维虚拟战场地形的可视化数字建模
2.1 DEM地形数据的组织和表达
地表数字地形模型(Digital Terrain model,即DTM)是虚拟战场地形模型的重要组成部分。三维地形数据结构是构造虚拟战场地形环境的基础,关键技术是DEM(数字高程模型)的表达。对DEM数据的组织较多的用不规则三角网(Triangulated Irregular Network,即TIN)模型或规则网格(GRID)模型(如图3)。TIN模型是由分散的地形点按照一定的规则构成的一系列不相交的三角形网组成,所表示的地形表面的真实程度由地形点的密度决定,并能充分表现高程细节的变化,适合于地形复杂的地区。TIN可以利用原始高程点重建地形表面,地形平坦的地方多边形较少;复杂的地区多边形较多,对地形的描述具有很好的合理性。GRID模型具有较小的存贮量和简单的数据结构。





