[发明专利]一种面向ISR的地貌高精度仿真建模系统

权利要求书

1.一种面向ISR的地貌高精度仿真建模系统，其特征是：包括信息采集模块(1)、分析与分类整理模块(11)和仿真建模模块(12)；

所述信息采集模块(1)，用于采集预建模区域的地貌信息，地貌信息包括地形环境信息、海洋环境信息、森林环境信息和建筑环境信息；

所述分析与分类整理模块(11)，用于对所述地貌信息进行数据分析，并根据地形环境信息、海洋环境信息以及森林与建筑环境信息对数据分析结果进行分类处理；

所述仿真建模模块(12)，用于根据分类处理后的数据建立相应的仿真模型，包括地形环境建模模块(2)、海洋环境建模模块(3)、森林环境建模模块(4)和建筑环境建模模块(5)；

所述地形环境建模模块(2)，用于根据所述地形环境信息对所述预建模区域进行图形学三维模型管线绘制，并扫描转换光栅化后进行图形绘制处理；

所述海洋环境建模模块(3)，用于根据所述海洋环境信息对所述预建模区域进行海浪模型绘制，并在绘制的海浪模型上模拟出海面网格，最后对所述海面网格进行海面光照渲染；

所述森林环境建模模块(4)，根据所述森林环境信息绘制森林图像，提取所述森林环境信息中的森林颜色特征信息和森林纹理特征信息，并将所述森林颜色特征信息和森林纹理特征信息加载在所述森林图像上，最终形成森林模型；所述森林环境建模模块(4)包括：

J.图像二值化，基于多通道灰度共生矩阵的图像分割算法得到表示森林区域的二值图像；

K.稀疏区域清除，清除所述二值图像中稀疏的森林区域，并保持密集森林区域内部的像素分布；

L.建模参数随机生成，在二值图像中按密度随机选择像素点的坐标作为树木坐标，同时随机配置树木的高度和类型参数；

M.建立模型，将坐标信息、高度信息、树木类型信息制作到同一点模型中，集中所有的点生成森林模型；

所述建筑环境建模模块(5)，根据所述建筑环境信息绘制建筑图像，基于均值漂移算法将所述建筑图像中的房屋区域图像分割开，提取所述建筑环境信息中的房屋颜色特征信息和房屋纹理特征信息，并将所述房屋颜色特征信息和房屋纹理特征信息加载在所述房屋区域图像上，最终形成建筑模型，所述建筑环境建模模块(5)包括：

N.图像二值化，基于均值漂移图像分割算法得到表示房屋区域的二值图像；

O.多边形提取，基于线段分级系统提取一个连通房屋区域中的建筑边线组成的多边形；

P.建筑建模信息提取，在所述建筑环境信息中搜索出一个连通建筑区域，提取所述连通建筑区域中能完全覆盖所述连通建筑区域的矩形边长和偏角信息作为建模参数；

Q.建立模型，根据所述建模参数在模型库中匹配得出相似模型作为所述房屋区域的模型，结合所有房屋模型生成建筑群模型。

2.根据权利要求1所述的一种面向ISR的地貌高精度仿真建模系统，其特征是：所述地形环境建模模块(2)包括：

A.地形模型顶点生成，根据所述地貌信息在顶点坐标系中生成相应的顶点；

B.顶点坐标系变换，对所述地形模型的顶点进行视图变换、模型变换和投影变换；

C.图元装配，将所述地形模型的顶点序列按照顶点连接信息装配成几何图元，几何图元包括三角形、线段和点；

D.光栅化，将所述几何图元和所述地貌信息中的像素数据转化成片段，每个片段对应帧缓冲区的一个像素；

E.纹理着色处理，对所述片段进行纹理颜色处理、透明度修改和雾效处理；

F.光栅操作，对纹理着色处理后的片段进行消除隐藏面、产生模型光照阴影、裁剪测试、和模板测试。

3.根据权利要求1所述的一种面向ISR的地貌高精度仿真建模系统，其特征是：所述海洋环境建模模块(3)包括：

G.海面高度场生成,同时基于频谱统计的FFT建模和Perlin噪声生成各自的高度场数据，然后根据所述海洋环境信息融合生成混合高度场；

H.海面网格生成，通过投影算法生成球面状海面网格，并将混合高度场数据加载在球面状海面网格点上，最后生成波浪形态的海洋模型雏形；

I.海面光照渲染，通过大气散射技术对大气环境进行模拟，并以大气环境为全局环境光，实时计算海洋模型中海洋表面的光照。