地形DEM的等高程分级色彩渲染

VR_user_happy · 发表于 2013-10-17 12:00:47

本帖最后由 VR_user_happy 于 2014-1-10 15:47 编辑

这次谈谈：地形文件相对应的GIS的shp文件中的几何特征对象的利用

一、如果直接把shp文件转换为Image图片，则由于像素的原因，放大时会出现锯齿边缘，很粗糙，同时失去了几何向量的特征。

二、考虑到OSG的三维特性，很显然可以很容易的对2维特性的几何特征进行扩展和利用，可以把shp文件中的几何特征对象的提取出来，转化为OSG中的3维几何体对象。
1.首先利用GDAL中的OGR对SHP文件进行几何特征对象的提取OGRGeometry
2.再根据得到的OGRGeometry解析几何对象可以得到shp文件中的OGRPolygon对象，及其他几何对象；
3.根据得到的OGRGeometry几何对象如OGRPolygon对象，再得到2维点OGRPoint集合
4.将2维点集合转换为3维点集合
5.根据不同的几何体对象变成OSG的几何体对象osg:: Geometry，进行几何体绘制（点，线段，闭合线。。。）
6.几何体对象变成节点添加到场景,或者写出生成对应的*.IVE文件；

下面就将osgearh,提供的SHP文件进行解析得到其中的几何体对象变成osg的节点对象放到场景中，如下图：
对于中国省界及岛屿地形chinashp.shp提取的几何特征对象

对于美国周界及岛屿usa.shp提取的几何特征对象

是不是OSG结合GDAL可以做很多GIS中不能做到的功能呢？呵呵！

VR_user_happy · 发表于 2013-10-18 14:05:36

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-10-18 16:19 编辑

很抱歉上面传的中国地图发错了现在重发：

1.中国地图边界：（从SHP文件提取几何特征的IVE）

chinashp_grp.rar (387.85 KB, 下载次数: 38)

VR_user_happy · 发表于 2013-10-18 22:54:43

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-10-18 23:26 编辑

从SHP 中提取出的几何特征转换为OSG的IVE模型：

1.
中国地市级以上居民地

China_res2_4m_grp.rar (2.42 KB, 下载次数: 19)

VR_user_happy · 发表于 2013-10-19 11:37:10

下面再谈谈SHP文件的特征中文本字体对应点对象的提取：

1.找到SHP中的特征对象OGRFeature

2.提取OGRFeature中的OGRField字符串域对应的char *名称

3.匹配对应的几何特征点OGRPoint，转换为对应的3D空间OSG的点

4.将char *以字节BIT形式记录的字符串，转换为wchar_t *对应的字符串，然后转换成可显示的string类型；

5.将string类型的名称与字体对象关联，并放置在对应的3D空间点位置；

6.将字体对象添加到组节点后，就可写成生成*.ive的模型了。

将含字体的转换的中国地市级以上居民地的SHP文件特征提取的文本地名名称ive文件打包如下：

China_res2_4m_grp.rar (10.48 KB, 下载次数: 27)

haozi · 发表于 2013-10-19 19:39:04

Cool !

VR_user_happy · 发表于 2013-10-21 09:23:37

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-10-21 09:39 编辑

SHP文件转换成ive模型的工具:
在原来的地形工具中增加了SHP文件处理模块

1.几何体颜色可以自己定义

2.有点几何体存在的特征，可以设置中文字体，及字体颜色,字体的显示对齐方式(默认值为“Z轴”，即是字体与XOY平面对齐，同理“Y轴”表示XOZ平面对齐)
字体默认为“黑体”
A.用选取方式打开c:\windows\fonts\目录下其它字体（必需修改字体文件属性，可以显示后缀名）
B.如果不想修改c:\windows\fonts\目录下其它字体文件属性，则可直接在文本编辑框中更改字体名称如：SIMHEI.TTF 直接改为 SIMFANG.TTF

3.几何体默认的3D空间Z值为0.0;

4.除了必需有要处理的shp文件外，还必需包含同名称的其它2个文件*.shx ,*.dbf，放在同一目录下；

5.既然已经提取了几何体点的坐标和中文或英文文本信息(目前保存在临时数组中)；当然可以通过对数据库的操作，保持到数据库中(以后再实现此功能);

地形shp文件处理转换为IVE模型工具：

TerrainTool_FreeGragonBird_v01_01_01.rar (425.84 KB, 下载次数: 81)

VR_user_happy · 发表于 2013-10-21 14:55:42

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-10-21 14:59 编辑

现在谈谈将SHP文件中的几何体点的坐标和文本信息保存到数据库中：

1.将转换的点几何坐标及文本信息保存到临时数组

2.建立数据库连接ODBC ，由控制面板创建数据源的数据链接

3.通过CDatabase类建立访问数据库对象

4.利用SQL语句联合数据库访问类及字符串处理C++函数，实现CDatabase类对象对数据库的访问，并创建表格，同时添加记录到新建立的表中。

5.实例，建立一个ACESS数据库osg_Simulation_01.mdb，控制面板创建数据源sss 并测试链接是否成功。数据osg_Simulation_01.mdb原有数据表格ModelList1;

工具中添加处理保存到数据库的RadioButton项：

数据链接：

结果输出：

6.数据库链接可以保存，当然也可以读取：

同样可以把数据库中的表格中存储的给定点名称、坐标读取出来，创建ive模型，这只是个逆向过程。

3d_gis · 发表于 2013-10-21 21:31:05

顶一个

hello_c · 发表于 2013-10-27 15:57:12

赞一个！

VR_user_happy · 发表于 2013-10-28 10:06:39

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-10-28 12:24 编辑

地形DEM高程文件的分割：
当高程DEM文件较大是，由于地形渲染耗费的内存比较大，当1个地形文件像素尺寸大于3800*3800时，实验表明XP系统最大的3G多的内存基本就耗尽了。如果想用等高分级方式渲染，还需要一些额外的内存。
我们常常从如：srtm.csi.cgiar.org下载的地形DEM文件，大多是一个区块的DEM文件，而且都是像素尺寸大于4096*4096；刚刚超出了XP的内存可以一次全部渲染的能力。
解决方案：
第一种方式：
使用非系统Terrain的地形文件比例采样，压缩数据，如本人的地形工具中，采用X 比例采样=2，Y比例采样=2；就可正常进行地形的渲染和输出。好处是地形整体形状不受影响，但这种地形渲染的坏处是损失了一半的原数据（二分之一间隔采样），如果想得到数据某个点（经纬度）的高程的较为准确值，可能会有一点点偏差。
第二种方法：(自制实现的地形分割工具，不采用任何GIS工具)
就是将大地形进行切割，分成小块，然后对分割出来的小块进行独立的渲染并生成模型。（好处是保证了原始数据一点都不丢失）

实例：
从SRTM Data 下载的DEM 地形文件srtm_57_06.tif
像素尺寸： 4096*4096

第一种方法：
放大比例=5
等高分级方式，高程最小值=330, 高程间距=300，分级=20级
采样比例X=2,Y=2
渲染图如下：

第二种方式：
使用地形分割工具，如下图
X方向均分数量=2
X方向均分数量=2

得到分割的4个子地形DEM文件：
srtm_57_06_X0_Y0.tif，srtm_57_06_X0_Y1.tif，srtm_57_06_X1_Y0.tif，srtm_57_06_X1_Y1.tif

最新自制地形工具（含地形分割）: osgTerrianTool_V01_02_01
（只发可执行程序，插件在前面的版本中下载）

osgTerrianTool_V01_02_01.rar (191.25 KB, 下载次数: 85)

VR_user_happy · 发表于 2013-10-29 15:48:00

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-10-29 16:25 编辑

再谈谈对大地坐标系的转换：

利用gdal/ogr,可以很轻松的实现各种大地坐标系之间的转换；

1.获取各个不同坐标系的相关参数；
XIAN80（西安80）坐标系
80大地参数：
参考椭球体：IAG 75
长半轴：6378140
短半轴：6356755.2882
扁率：298.257000
BJ54(北京54)坐标系
54大地参数：
参考椭球体：Krasovsky_1940
长半轴：6378245
短半轴：6356863.0188
扁率：298.3

WGS84坐标系
84大地参数：
参考椭球体：WGS 84
长半轴：6378137
短半轴：6356752.3142
扁率：298.257224

2.设定参考，并用OGRCoordinateTransformation 类实现各种坐标系之间的转换。

3.得到属性字符串：
PROJCS["Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_75E",GEOGCS["GCS_Beijing_1954",DATUM["D_Beijing_1954",SPHEROID["Krasovsky_1940",6378245.0,298.3]],PRIMEM
["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433]],PROJECTION["Gauss_Kruger"],PARAMETER["False_Easting",500000.0],PARAMETER
["False_Northing",0.0],PARAMETER["Central_Meridian",75.0],PARAMETER["Scale_Factor",1.0],PARAMETER["Latitude_Of_Origin",0.0],UNIT["Meter",1.0]]
可以看出各个参数的设置值。

VR_user_happy · 发表于 2013-11-6 10:10:01

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-11-7 18:39 编辑

用OSG结合数据库实现三维地理信息动态Map管理

OSG的3D特性，可以计算和查看3D空间的距离、体积、空间坐标、姿态等；OSG的动画、声音功能、粒子特效，可以表现很多的视觉效果；OSG时间管理，可以很轻易实现时间触发事件；再结合数据库，可实现更多强大的功能。

用数据库管理模型（列表加载不同层次的模）

1.用数据库管理SHP文件中提取的文本，和点坐标信息

2.用osg管理SHP文件中的不同层的几何体信息（几何体转化）

3.用osg和数据库实现Map地图的动态管理
a 可以实现城市路网不同地名的2个点之间的自动选取最优通行道路

路径最短寻路，可以看出红色线路最先到达、然后依次是黄山、前白色、蓝色

用文本和数据结构体处理点网的2个点间的通路连接关系

其中：每个点包含:本结点索引、与其联通的节点个数、连接点索引号

b.还可实现其他如：
公交线路查询，城市交通路况查询
线路的里程，和运行时间，查询，路径的地名和车站（可加载声音文件）

c.其他，如火灾报警，交通故障报警，11O报警等等
可以通过快速切换OSG的对象观察小窗口，了解观察监督点的具体情况；

d. 矿区的生产管理，和突发安全事故监督和处理，3D生产通道线路查看，安全事故火警点监督等

e.其他，如军事作战地图中的目前行进线路和位置，及进攻路线和进攻动用的地面部队、空中部队，不同时间点触发的动画（如坦克、军车在某一时间沿某个线路运动，飞机从某个时间从某地沿某个飞行线路飞行）。

f.天气预报(动画粒子系统)

VR_user_happy · 发表于 2013-11-12 15:52:45

自制的统计绘图直方图、圆饼图

VR_user_happy · 发表于 2013-11-12 15:59:41

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-11-12 16:12 编辑

地形上种植模型：
1单点
2.直线差分点
3.圆弧线差分点
4.矩形区域随机点

模型可以是任意模型，种植在给定地形表面，随地形高程保持一致的！（这里指把地形当做种植的目标节点，当然目标节点不一定只限于地形，也可以是场景其他节点）

圆弧线上的点（可以是整个圆、也可是一段弧线上的点）

矩形区域内随时生成的点

OsgViewer打开保存的种植点模型

自制的种植模型工具

对于模型的地形场景布置应该说是个有利的自制工具了，呵呵

guoyafei · 发表于 2013-11-17 23:16:05

你的高程数据和贴图在哪下的？求教啊！

guoyafei · 发表于 2013-11-17 23:18:25

楼主，请问你的高程数据和影像图在哪下的？求教啊！

VR_user_happy · 发表于 2013-11-18 17:23:26

前面提到过2个地方：
第一个： srtm.csi.cgiar.org 不需要注册就可免费下

第2个：
国际科学数据服务平台，自己搜一下（要简单注册登录）

巴拉并 · 发表于 2013-12-8 12:22:31

顶礼膜拜！

VR_user_happy · 发表于 2013-12-9 12:28:01

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-12-9 12:36 编辑

地形体渲染：

osg的体渲染提供了一个简单的利用IMGAGE 对象实现对另类地形的渲染！好处是可以创建很多意想不到的地形体效果！
用不同模式实现的体渲染：

采用不同透明度

采用多立体贴图

对图片对相的处理不同，得到的体渲染效果也会不同（重点是对图片对象的处理）

VR_user_happy · 发表于 2013-12-14 01:50:29

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-12-14 02:11 编辑

全球地形平铺概貌地形DEM：

全球概貌地形IVE打包文件：

Trrn_ear_tif.part1.rar (1000 KB, 下载次数: 42)

VR_user_happy · 发表于 2013-12-15 00:07:43

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-12-15 00:37 编辑

三峡大坝地形DEM

地形ive打包文件

Trrn_threeDamp_tif.part01.rar (1000 KB, 下载次数: 21)

巴拉并 · 发表于 2013-12-18 11:30:42

VR_user_happy 发表于 2013-9-9 12:57
呵呵，谢谢大家的支持
现在再说一下高程文件中地形的某个点对应的经纬度和高程：
1.地形的高程范围：

这个地形分层设色是怎么实现的啊，能给点思路吗？

巴拉并 · 发表于 2013-12-18 11:35:07

VR_user_happy 发表于 2013-9-9 18:46
好了，我现在就给大家发一款第一版的地形工具吧：
比较简陋，单功能还行，目前还不是很完善！
说明 ...

为什么一读取高程文件就死机呢？

VR_user_happy · 发表于 2013-12-18 13:51:38

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-12-18 14:10 编辑

1.首先，插件是否完全
2.再选取地形文件后（一般地形文件都比较大），等上10几秒钟看地形文件尺寸（会自动更新像素尺寸）；
3，如果地形文件在3600*3600的尺寸范围内就不用比例采样！
如果尺寸接近3600*3600，一般地形会等待渲染的时间较长70~90秒，越小尺寸等待渲染时间越少，比例采样等待时间也少，用X=2，Y=2，一般也要等20~30秒；
4.一般都是假死机状态，用空格键后复原视点（要等一段时间后地形文件才会出现），如果屏幕不动，请耐心等待，等屏幕跳转后，过一定时间就会显示地形！

3600*3600=12960000个高程点的数据，就是将近1千多万个点，每个点要渲染，必然要花费一定的时间！

5.另外，机器如果是2G的内存，那就最好不要使用颜色分层, 除非是很小的尺寸地形文件（像素尺寸）！
我的机器配置（4G内存,独行显卡）.

巴拉并 · 发表于 2013-12-18 15:36:27

VR_user_happy 发表于 2013-12-14 01:50
全球地形平铺概貌地形DEM：

你好，全球地形平铺概貌地形DEM这个效果是用dem数据渲染得到的吗，怎么做到的啊？效果非常好！

VR_user_happy · 发表于 2013-12-18 16:25:44

本帖最后由 VR_user_happy 于 2013-12-18 17:06 编辑

1.全球平铺概貌地形的DEM地形文件
解压后，贴图也用同一个tif 文件
长宽比例自己设定如：高10000，宽20000

ear0xuu2.part1.rar (1000 KB, 下载次数: 25)

VR_user_happy · 发表于 2014-2-20 16:44:01

本帖最后由 VR_user_happy 于 2014-2-20 16:48 编辑

用osg实现对GPS数据的处理和显示：
osg的三维功能可以轻松的将2维的矢量图形和数据轻松转换；

GPS的原始数据gpx文件
用osgDB:: XmlParser对文件进行解析，可以得到其中的经纬度、时间、高程等数据
然后将经纬度、高程转换成对应的几何点，再利用绘图图元进行表达，就可得到3维的几何体了

原始GPS的文件*.GPX打包文件

Sh2010_50KM.zip (21.27 KB, 下载次数: 13)

VR_user_happy · 发表于 2014-2-21 15:46:22

现在把GPS文件中的时间要素，解读出来，再关联追踪路径点，看看GPS的时间关联的动态运动轨迹数据

这里的小车是我随意加的，用作参考
你可以观察GPS数据中，某些特定的坐标点，如追踪目标在某个地点做了停留停车

siliconsum · 发表于 2014-2-28 17:52:38

好详细，赞一个！

VR_user_happy · 发表于 2014-3-12 19:39:29

本帖最后由 VR_user_happy 于 2014-3-14 12:35 编辑

马来西亚失联飞机的3D飞行线路仿真与搜救方案的分析

一、飞行线路及地形三维仿真
1.利用地形工具，生成飞行区域线路3维地形；
2.根据导航记录的GPS数据，解析生成对应的时间点，经纬度，高程，还原模拟生成飞行仿真动画

动画压缩文件：

MLxy_PlaneLost4.rar (880.34 KB, 下载次数: 13)

2014-3-12 19:41 上传

点击文件名下载附件
3.根据GPS的经纬度的投影明确飞机失踪前的位置

二、目前搜集的信息：
A.没有收到求救信号
B.没有收到黑匣子信号
C. 失踪后还没有失踪人员联系的信号
D, 有个别家属再失踪后接通失踪人员的信号，但很快中断；
E 连续几天都没发现大量的漂流碎片，只是有零星的疑似碎片物；
F.发现有油污带；

三．信息分析和假定推断：
以上综合反映，飞机整体坠海可能性大！
推断依据
1.陆地的可能性小：黑匣子信号，手机信号，任何求救信号都没发现！水域中信号就会更弱！

2. 海域上空爆炸性解体性可能性小：
如果在海域上空爆炸性解体：
a.一般会有事发前的征兆，飞行乘务员有时间发送求救信号；
b.海上可以观察到异常光学现象，雷达、卫星都可以监测到
c.海域会发现大量的碎片漂流物（爆炸解体后，更容易产生这种漂浮碎片）；
3.NASA照片发现了油污带距离失联地点很近，长条状的形态，很可能是坠入深海的油箱不断漏油出现的现象！

四、搜寻方案：
（一）假定飞机整体坠海坠机方案：
1.在失去联系的最终经纬度坐标附近，方圆100海里位置为出发寻找基地点；
2.考虑，洋流的流向特性，分析洋流流向，沿洋流流向寻找！
可惜没有即时的海洋卫星地形DEM图片，如果有就可以通过我的地形等高色彩渲染方式，分析该区域的洋流方向；见下图

3.根据气象的卫星云图，分析洋流
海洋上空的气流多少洋流的表现特征，可以反推洋流的特性，（可参考动态的中央气象台卫星云图区域的空气流动方向）

4. NASA照片发现了长条状油污带的2个端点可能其中一个比较接近事故地点。

一张250米精度的卫星图像，图片定位约在104.6 E，6.1 N

5.搜救船可以携带声纳金属探测装置，探察水域的大型金属物体
（二）常规寻找方案：
海面继续搜查，坠机的残留物！

地形DEM的等高程分级色彩渲染

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