（华北理工大学矿业工程学院，河北 唐山 063200））
摘要：在可视化技术应用于地图学中后，地形三维可视化技术快速发展。通过可视化编程语言或者三维可视化软件把数据显示成三维图形并在PC机中显示，人们利用显示结果可进行数据分析等。使用ENVI对图像数据进行增强处理分别进行交互式直方图拉伸和色彩拉伸，最后实现地形的三维可视化。
关键词：矿业地形；三维可视化；研究
科学可视化技术是1980年后期提出并茁壮成长的一个崭新的研究领域，可视化技术是可以将符号表示的内容转换成直接的图形或图像，用生动的图像来描述抽象的数据进而找到提供模拟的方法。目前地形三维可视化技术正处于高速发展阶段，可视化技术广泛应用于地质勘探、地理学、地形学以及地质学等领域，为各行各业的发展及技术变革做出了不可磨灭的贡献。同时也出现一些可视化开发语言和实现地形三维可视化的建模软件，地形的三维可视化越来越简单方便，在各个领域应用十分广泛。
1.地形三维可视化的发展现状及内容
1.1 三维可视化是可视化技术的核心
19世纪60年代后，伴随着地理信息系统的发展地形可视化的概念得以诞生，90年代可视化技术的理论方法首次应用于地图学中，20世纪初期由于计算机设备的高速发展以及能生成高真实感图形算法的出现，使得三维可视化技术蓬勃发展并在各个领域具有广泛的应用。三维图形绘制是计算机图形技术的一种，它能把数据显示成三维图形并在PC机中显示。利用ENVI对遥感图像进行图像增强处理，如交互式直方图拉伸和色彩拉伸等等，作为实现三维可视化的数据。图像增强的目的是使数据三维可视化的效果更为清晰和生动，有着更加逼真的真实感。
1.2 地形三维可视化的研究内容
地形三维可视化技术的实现包括数字高程模型的获取及三维地形的生成，DEM不仅是地形三维可视化的基础，也是三维模型的基础骨架。通过编程语言和软件实现地形三维可视化技术，分为独立开发、单纯二次开发、集成二次开发3种，独立开发指不依赖任何软件工具从数据的采集和编辑到数据的处理分析及结果输出，所有算法都由开发者独立设计并在一定的操作系统平台上编程实现；单纯二次开发指完全借助于软件工具提供的开发语言进行应用系统开发；集成二次开发指利用软件工具进行二者的集成开发来实现三维可视化的基本功能。
2.ENVI图像增强处理方法
2.1 辐射增强处理
辐射增强处理时通过对单个像元的灰度值进行变换来增强处理，交互式直方图拉伸将一个多光谱图像打开并显示在视窗中，在主菜单中选择Display-Custom Stretch就可以打开交互式直方图拉伸操作面板。在交互式直方图拉伸操作面板下方的下拉列表中，可以选择不同的拉伸方法并对线性拉伸方法的操作方法和参数设置进行设置，设置拉伸范围时将鼠标移动到直方图中的垂直线上，当鼠标变为横向双箭头时按住左键可以移动直方图的垂直线到所需要的位置。
2.2 光谱增强处理
光谱增强是基于多光谱数据对波段进行变换达到图像增强处理，Photographic拉伸可以对一幅真彩色输入图像进行增强从而生成一幅与目视效果良好吻合的图像。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种色彩拉伸方法对真彩色输入图像的波段进行非线性缩放后将它们重叠，在Toolbox工具箱中双击Transform工具，在RGB输入对话框中从可用波段列表中选择3个波段作为输入并从对话框中选择输出路径及文件名。利用ENVI对图像做增强处理，包括辐射增强处理中的交互式直图拉伸和光谱增强处理中的色彩拉伸中的Photograohic等，经过处理的图像为进行地形三维可视化显示做准备。
2.3 基于ENVI的预处理
为了遥感图像显示效果更加理想，对原始图像进行一系列增强处理，采用了辐射增强处理和光谱增强处理中的色彩拉伸处理，具体为辐射增强处理中的交互式直方图拉伸处理和色彩拉伸的Photograohic拉伸，出现Data stretching界面后选择Linear并去除小于2%大于98%的值，以上处理使用ENVI-Classic完成。
3.地形三维可视化的程序设计
3.1 程序功能分析
实现地形三维可视化可进行添加纹理映射处理使其更加美观，可以获取任意位置的三维地形来实现校园地形的三维动态效果，并且可以从不同的视角方向观看。需要DEM数据和与其相匹配的遥感图像将这两个数据导入到IDL程序中，在将遥感图像贴到DEM模型中出现三维立体效果用算法实现交互操作从而实现可视化动态效果。
3.2 程序概要设计
在界面设置一个菜单栏，可选视角方向、可选是否添加纹理、界面左侧为计划视图、右侧为立体试图。实现了DEM和遥感图像的导入，将遥感图像贴到DEM模型上即纹理贴图左右两侧各放一个贴好的后的图像；可添加纹理使用的双线性插值，可调节视角方向为东南西北四个方向为任意方向；实现了鼠标和界面的交互，在程序的左图中将鼠标的变为光标表示，当鼠标移动时表示多边形的对象的红点会随着一起移动，右图会出现实时左图位置的地形特征的三维可视化动态效果。
4.结语
地形三维可视化对数据的分析起着至关重要的作用，它为设计人员提供了更加生动地描绘和理解的模型，为其分析数据和下一步决策提供更为直观的数据模型。首先利用ENVI对图像进行了一系列的增强处理为其实现三维可视化做准备；接着把利用的程序语言将DEM高程模型数据和遥感图像数据导入程序当中；最后借助IDL提供的功能函数及一部分算法实现地形的三维动态显示，最后通过设计实现了地形的三维可视化。
参考文献
[1]王小利.基于IDL矿体三维可视化开发与研究[D].昆明理工大学,2008.
[2]梁鹏帅,冯敬冬.三维可视化的研究现状和前景[J].科技情报开发与经济,2009(7):134-135,147.
[3]刘群，曾怡.基于IDL的林业遥感图像可视化技术研究[J].计算机工程与应用,2015,51(13):162-167+185.
[4]何全军.基于IDL三维地形可视化系统开发[J].测绘信息与工程,2006,(1):19-2.
[5]袁立伟,杨树文,杨维芳,刘涛.基于ENVI+IDL遥感三维地形可视化技术研究与实现[J].兰州交通大学学报,2011,30(03):116-119.
[6]孔爱婷,赵滔滔.基于IDL的地形三维建模及地形分析技术研究[J].福建电脑,2013,29(05):17-19.
[7]周尤. 基于IDL地质体三维可视化实现与研究[D].武汉理工大学,2008.
[8]贾瑞生,姜岩,孙红梅,王萍.基于ID三维地形建模及可视化技术研究[J].测绘科学,2008,33(06):113-115
作者简介：王佳帅（1998.12-），男，辽宁葫芦岛人，河北省唐山市华北理工大学矿业工程学院本科在读，主要研究方向：测绘，地信，遥感。
论文作者:王佳帅
论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月上
论文发表时间:2019/3/5
标签：地形论文; 图像论文; 遥感论文; 直方图论文; 数据论文; 技术论文; 光谱论文; 《知识-力量》2019年5月上论文;