一种地貌晕渲图的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种地貌晕渲图的制作方法，包括如下步骤：根据地貌的数字高程模型，积分计算各像元的天空开阔度；根据制图需求确定水平地表的直射总辐射比；设定邻近地表单元的平均反射率；计算各像元的晕渲灰度值；对像元的晕渲灰度值进行增强处理，如线性拉伸、直方图均衡化等；；以增强处理后的各像元晕渲灰度值生成地貌晕渲图。本方法中进一步增加天空散射与邻坡反射光源制作晕渲图，可以提高阴影区域的亮度值，展现了阴影区域中的地形信息。根据直射光、散射光与邻坡反射光的综合照度设置晕渲灰度，更接近自然条件下的光照效果，弥补单一直射光照的缺点，适合某些地形复杂、起伏剧烈的山区的地形可视化表达。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。技术背景地貌晕渲法通过光照使地貌各部位产生不同的受光量来表现地貌的明暗变化，建立地貌立体形态，为地貌分析提供了重要手段。目前地貌晕渲灰度计算常采用的光源有直射光照、Whitted整体光照、Phong光照等。直射光照模型的不足之处在于光线倾斜入射时将产生阴影，阴影之中的地形信息无法表达。Whitted整体光照模型与Phong光照模型进一步考虑了环境光照度，但在应用时人们常将局部范围的环境光视为一致，以一个常量近似表示环境光照度。然而对于实际环境下，背景光环境并不一致，如山谷与山脊区域，局部范围内天空散射、邻坡反射的照度明显不同，因此Whitted整体光照模型、Phong光照模型与直射光照模型存在类似问题，依然不能准确表达阴影区域的地形信息。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术中应用直射光源的地貌晕渲图无法表现阴影区域中地形信息的不足，一种模拟自然光照条件下制作地貌晕渲图的方法，将自然光照分为太阳直射光、天空散射光、邻坡反射光三种光源，考虑三种光源的综合照度，通过精确计算每一地表单元的晕渲灰度值，以求模拟自然环境表达地形信息，突现阴影区域中的地形信息。为了解决以上技术问题，本专利技术提供的，其特征在于包括如下步骤第一步、根据地貌的数字高程模型，积分计算各像元的天空开阔度V，V = -I L cosrcosMM^，其中，h为散射质点的高度角，m为散射质点的Jo Jh0(Jp)φ方位角，h人φ)为方位识上的地形遮蔽角，Y为辐射光线的入射角，其余弦值 cos r = cos 6> sin Λ + sin 6> COS Λ cos(<3 - ), θ n 为像元坡度，Φ n 为像元坡向；第二步、根据制图需求确定水平地表的直射总辐射比R，R的取值范围为0-1 ；第三步、设定邻近地表单元的平均反射率P adJ, P adJ的取值范围为0-1 ；第四步、计算各像元的晕渲灰度值gray ；gray = R + (I-R) V+ρ adJ (1-V)，其中 θη 为坡度，θ 3为太阳高度角，(^为太阳方位角，坡向，P __为邻近地表单元的平均反射率；第五步、对像元的晕渲灰度值进行增强处理，如线性拉伸、直方图均衡化等；第六步、以增强处理后的各像元晕渲灰度值生成地貌晕渲图。本专利技术方法中，各像元晕渲灰度值gray的公式及理论推导过程如下。一、坡面直接辐射照度3坡面的直射光源照度可以根据入射角余弦原理计算获取。权利要求1.，其特征在于包括如下步骤第一步、根据地貌的数字高程模型，积分计算各像元的天空开阔度V，V = -I L cosrcosMM^，其中，h为散射质点的高度角，m为散射质点的Jo Jh0(Jp)φ方位角，h人φ)为方位识上的地形遮蔽角，Y为辐射光线的入射角，其余弦值 cos r = cos 6> sin Λ + sin 6> COS Λ cos(<3 - ), θ n 为像元坡度，Φ n 为像元坡向；第二步、根据制图需求确定水平地表的直射总辐射比R，R的取值范围为0-1 ； 第三步、设定邻近地表单元的平均反射率P adJ, P adJ的取值范围为0-1 ； 第四步、计算各像元的晕渲灰度值gray ；gray = R + (I-R) V+ P adJ (I-V)，其中 θ n 为坡度，φη 为坡向，θ 3为太阳高度角，(^为太阳方位角，P _为邻近地表单元的平均反射率； 第五步、对像元的晕渲灰度值进行增强处理； 第六步、以增强处理后的各像元晕渲灰度值生成地貌晕渲图。2.根据权利要求1所述的地貌晕渲图的制作方法，其特征在于，所述第五步中增强处理包括线性拉伸、直方图均衡化。全文摘要本专利技术涉及，包括如下步骤根据地貌的数字高程模型，积分计算各像元的天空开阔度；根据制图需求确定水平地表的直射总辐射比；设定邻近地表单元的平均反射率；计算各像元的晕渲灰度值；对像元的晕渲灰度值进行增强处理，如线性拉伸、直方图均衡化等；；以增强处理后的各像元晕渲灰度值生成地貌晕渲图。本方法中进一步增加天空散射与邻坡反射光源制作晕渲图，可以提高阴影区域的亮度值，展现了阴影区域中的地形信息。根据直射光、散射光与邻坡反射光的综合照度设置晕渲灰度，更接近自然条件下的光照效果，弥补单一直射光照的缺点，适合某些地形复杂、起伏剧烈的山区的地形可视化表达。文档编号G06T15/80GK102509347SQ201110364780公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日专利技术者王培法, 祝善友, 罗庆洲 申请人:南京信息工程大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗庆洲，祝善友，王培法，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：