毕设的开题报告ppt做好了才有可能写毕业论文,下面是小编整理的,给大家学习。
【一】
一、开题报告应包括下列主要内容:1.课题来源及研究的目的和意义; 2.国内外在该方向的研究现状及分析; 3.主要研究内容; 4.研究方案及进度安排,预期达到的目标; 5.为完成课题已具备和所需的条件和经费; 6.预计研究过程中可能遇到的困难和问题,以及解决的措施; 7.主要参考文献。
二、对开题报告的要求 1.开题报告的字数应在3000 字以上; 2.阅读的主要参考文献应在10 篇以上,其中外文资料应不少于三分之一。
本学科 的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。
3.参考文献按在开题报告中出现的次序列出; 4.参考文献书写顺序:序号 作者.
文章名.
学术刊物名.
年,卷(期):引用起止页。
三、如学生首次开题报告未通过,需在一周内再进行一次。
四、开题报告由指导教师填写意见、签字后,统一交所在院(系)保存,以备检查。
指导教师评语: 指导教师签字: 检查日期: 课题背景及研究的目的和意义1.
1 虚拟现实技术与虚拟校园 虚拟现实 (Virtual Reality,简称VR,又译作灵境、幻真) 是近年来出现的高新技术, 也称灵境技术或人工环境。
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提 供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、 没有限制地观察三度空间内的事物。
VR 是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智 能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当 装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。
由于它具有沉浸、交互、构想三个主要 特征,所以近年来在计算机仿真研究领域十分活跃,被广泛应用于航天、医疗、工程、 军事等领域。
随着虚拟现实技术和GIS 技术的发展,虚拟校园系统开始出现,它可以实现校园场 景的三维可视化、场景漫游及信息查询等功能。
校园场景是虚拟校园系统的主要组成部 分,是虚拟现实技术的重要表现形式,使用户进入“身临其境”的仿真环境。
目前,哈尔滨工业大学已拥有一个由北京迅邦科技开发有限公司开发的虚拟校园系 维图像成品,实现校园方位导航与地图信息查找等功能,还无法提供校园内地形高程信息与建筑物360 度全向浏览的功能。
1.
2 研究目的和意义 本次设计旨在通过实地测量,结合有关数据与资料,建立哈尔滨工业大学一校区的 数字高程模型,并以数字高程模型为基础建立地形三维模型。
然后通过实地测量、摄影 采样等方式获得数据,使用SketchUp、AutoCAD 等三维建模软件构建相关校园建筑物 与设施的三维模型。
最后通过 ArcGIS 软件中的 ArcScene、ArcMap 等组件将地形模型 与建筑模型进行整合,得到虚拟校园的全景三维模型,并对模型进行三维分析。
另外,还可以进一步对分析结果图层进行重分类,以特定的方式归纳和组织信息, 或者以一定的透明度将实地摄影所得图像叠加到地形表面上,并添加相关地面点信息, 最终获得分析结果的三维显示输出。
国内外研究现状2.
1 数字高程模型 数字地形模型 (Digital Terrain Model,DTM) 是地形表面形态属性信息的数字表达, 是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
数字地形模型中地形属性为高程时称 为数字高程模型 (Digital Elevation Model,DEM)。
数字高程模型是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型,是数 字地形模型的一个分支,其它各种地形特征值均可由此派生。
一般认为,DTM 是描述 包括高程在内的各种地貌因子,如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性 组合的空间分布,其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型,其他如坡度、坡向及坡 度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。
由于 DEM 描述的是地面高程信息,它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、 工程建设、通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛 的应用。
如在工 程建设上,可用于如土方量计算、通视分析等;在防洪减灾方面,DEM 是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基 础;在无线通讯上,可用于蜂窝电话的基站分析等等。
2.
2 三维建模技术 为了能够在计算机环境下更逼真地模拟现实世界的人和物及其运动形态,必须在三 维空间系统中利用已有的三维建模技术,精确地描绘这些事物以实现三维物体的真实再 现,进而为用户创造一个身临其境、形象逼真的环境。
对现实世界的事物进行建模和模 拟,就是根据研究的目标和重点,在三维空间中对其形状、色彩、材质、光照、运动等 属性进行研究,以达到3D 再现的过程。
因而,对三维实体的图形图像处理及其模型建 模研究显得尤为必要。
三维建模技术的核心是根据研究对象的三维空间信息构造其立体模型尤其是几何 模型,并利用相关建模软件或编程语言生成该模型的图形显示,然后对其进行各种操作 和处理。
为得到研究对象的三维空间信息,采用适当的算法,并通过计算机程序建立三 维空间特征点 (或某一空间域的所有点) 的空间位置与二维图像对应点的坐标间的定 量关系,最后确定出研究对象表面任意点的坐标值。
研究人员根据获得的.三维物体的形 状、尺寸、坐标等几何属性信息进行构模操作,构造研究对象的三维几何模型。
目前,物体的三维几何模型就其复杂度来说分为3 类:线模型、面模型、体模型。
对三维建模技术的研究基本上都是针对三维面元模型和体元模型来展开的。
近年来, 内外许多专家学者对三维空间对象模型及构模方法进行了研究,归纳起来为以下12
各类单一构模方法的优缺点及其主要用途分类 构模方法 优点 缺点 主要用途 基于 模型边界表示法 精确,数据量小,几何信息与 拓扑信息分开存储,完整清晰
难以描述不规则三维物体及 复杂地质体 简单形体、层状地 质体 线框表示法 数据结构简单,数据存储量 小,便于修改
形体对象的表示不唯一,难以 计算物体的几何特征 工程地质、地下工 小平面表示法通用性好,图形生成速度快, 对于切层数据构造三维实体 非常有效 存储量不确定,布尔运算及坐 标运算复杂 医学CT 图像重 扫描表示法三维实体二维图形化,体现了 “化整为零”的思想
不能直接进行正则布尔运算, 难以处理非规则类三维物体 CAD/CAM 基于 规则 模型实体几何构造法 方法简单,处理方便;
适合对 复杂目标采用“分治”算法, 无冗余的几何信息,可以附加 各种属性 不具备实体面、环、边、点的 拓扑信息,实体的CSG 表示 不唯一 规则形体 八叉树表示法 结构简单,检索速度快,存储 便捷,布尔操作和几何特征计 算效率高,易显示
难以精确表达三维实体的边 界,存储空间大 医学、机械学、生 空间位置枚举法空间搜索速度快,运算效率 高,易于描述空间拓扑关系 近似表达空间实体的信息,描 述精度不高,难以对单个实体 进行操作 规则形体/不规 则形体 规则块体构模法 采用隐含定位技术,节省存储 空间和运算时间
对有边界约束的实体建模效 果不是太有效 属性渐变的三维 空间 基于 四面体表示法计算量小,可以进行三维插值 计算和可视化,可以反映空间 实体间的拓扑关系 难以描述三维连续曲面,算法 复杂,存在大量的数据冗余 矿体、水体、云体 三棱柱构模法
模型几何精度高,可视化方 便,可以便捷地描述其拓扑关 钻孔须垂直或平行,模型的适应能力较弱
工程地质、城市 地质 广义三棱柱构模 拓扑关系描述完善,每个体元内可以有多重属性,实体查询 分析方便,便于进行地上下集 成建模 可视化速度慢,设计较复杂 区域地质、城市 地质、工程地质 不规则体构模法 空间建模精度高,有利于基于 地质体的查询和分析 对基于体元的空间检索和查 询不太方便 属性渐变的三维 空间 2.
3 三维建模软件 目前,国内外主流三维建模软件主要有:3DS Max、Google SketchUp、Maya、Rhino 几种三维建模软件的对比软件名称 SketchUp 3DS Max Maya Rhino 软件功能 简单 一般 强大 非常强大 模型精细度 较差 较好 较好 很好
建模周期 中等中等 模型大小较小 一般 较大 很大 渲染效果 一般很好 通用性 较好一般 较差 操作性 简单 较复杂 复杂 非常复杂 软件功能强项 快速大批量精 细建模 渲染效果、物体 建模
三维动画、人物 场景建模 电影特效、游戏 建模等 通过软件功能、模型精细度、建模周期、模型大小、渲染效果、通用性、操作性、 软件功能强项等八方面的对比表明:Google SketchUp 简单易学、建模周期短,在模型 数据量和细致程度上能够达到一个非常好的平衡。
2.
4 Google SketchUp 软件 Google Sketchup 是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不仅能 够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接 在电脑上进行十分直观的构思,是三维建筑设计方案创作的优秀工具。
Google SketchUp 是一套面向建筑师、城市规划专家、制片人、游戏开发者以及相 关专业人员的3D 建模程序。
它用于Google Earth 上的建模也十分方便。
它比其他三维 CAD 程序更直观,灵活以及易于使用。
基于便于使用的理念,它拥有一个非常简单的界面。
SketchUp 世界中一个众所周知 的特性便是3D Warehouse。
用户可以利用他们的Google 账户来上传创建的模型,并且 浏览其他的组件和模型。
部分关键特性和用处包括: “Smart”:智能光标系统,允许用户使用2维的屏幕和鼠标来描绘3 维的部件。
“Push-pull”:通过沿预定的路径挤压2维界面从而创建3 维物件。
“FollowMe”简单高效的学习能力。
与GoogleEarth 的协同功能 2.
5 ESRI ArcGIS 软件 除了直观反映真实世界的三维模型,还要借助三维GIS 平台处理、使用这些三维模 型,并提供各类地理分析功能。
ArcGIS 是一个全面的、可伸缩的GIS 平台, 可以为用户提供构建一个GIS 系统的解 决方案。
其中,ArcGIS 3D 分析是ArcGIS 桌面产品 (ArcView,ArcEditor 和ArcInfo) 三维可视化和分析扩展模块,用户可以利用这个模块有效地显示和分析表面数据,并且可以利用其内含的三维可视化和地形建模功能。
3D 分析扩展模块的核心是ArcScene 应用,它为多层三维数据图的显示观察以及表 面数据生成和分析提供了用户界面,使用3D 分析模块,用户可以从多个视点检查一个 表面,查询表面,并能将栅格和矢量数据贴在一个表面上,生成现实的影像效果。
我们可以通过在 ArcScene 的主视图中加入各类地理图层,并使用一些基本的地图 分析功能浏览和查看我们的地理数据。
针对三维数据而言,我们可将影像栅格数据和矢 量数据叠加到TIN 或规则格网DEM表面高程数据上,以进行三维场景的查看和分析; 或者根据数据分析需要,在场景中按照图层某属性值的大小以立体柱的形式突出显示其 分布状况;同时,我们还能应用三维分析工具实现空间表面的创建和分析功能。
研究内容及研究方案本次毕业设计主要研究基于数字高程模型的哈尔滨工业大学校园地形建模,以及基 于Google Earth 卫星图像与Google SketchUp 软件的校园建筑物与相关设施三维建模。
并在ArcGIS 软件下将地形建模与建筑物建模进行整合,并加以分析与应用。
3.
1 基于DEM的校园地形建模 用非影像手段获得的地形数据是一些离散的三维空间数据,如何充分利用这些测量 数据方便、快速、准确生成符合地形图要求的等高线对地形图的生产有实用价值。
数字 高程模型是利用一个任意坐标场中大量选择的已知X、Y、Z 的坐标点对连续地面的一 个简单的统计表示,或者说,DEM就是地形表面简单的数字表示。