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基于VegaPrime的海域三维漫游系统研究与实现的开题报告
一、课题背景和研究意义
目前，海洋被认为是世界上最后一个未被完全探索的领域之一，其海洋资源巨大，有着广阔的经济潜力。如今，海洋领域已经发展成为一个国际战略领域。对于海洋研究，三维漫游系统是非常重要的工具。三维漫游系统能够使用户更好地了解海洋地形和水文情况，更清楚地了解海洋生态和生物环境，从而有助于开展海洋资源的综合开发和保护。
二、研究内容和思路
本课题基于VegaPrime平台，利用OpenGL技术开发海域三维漫游系统。该系统将实现以下功能：
1.实现海底地形、水生动物、沉船遗迹、海岸线等海洋要素的三维建模和可视化。
2.实现用户对海洋要素的三维漫游、地形标注、拓扑量测、动画展示等功能。
3.实现多种海洋物理量数据的可视化，包括海洋温度、盐度、潮汐、海洋流速等。
4.实现基于网络的远程漫游和数据共享。
该系统的开发和设计思路如下：
1.数据采集：我们将利用卫星遥感图像、海底地形图、探测器数据等多种数据来构建海域三维模型。
2.建模和渲染：我们将通过OpenGL技术实现三维建模和渲染，包括地形和海洋生态系统的建模以及基于光照、阴影和纹理等技术的渲染。
3.用户交互功能：我们将设计多种用户交互功能，包括漫游、标注、量测、动画展示等。
4.数据可视化：我们将针对海洋物理量数据进行可视化的开发，包括温度、盐度、潮汐、海洋流速等。
5.网络远程：我们将实现远程漫游和数据共享的功能，以便用户能够更加方便地使用系统。
三、研究挑战和解决方案
3.1.巨量海洋数据的处理问题
海域拥有海量数据，包括高精度卫星遥感图像、测量数据、模拟数据等。如何高效地处理这些数据是一个难点。我们将采用数据分块和分级的方式来减小数据处理的难度和复杂度。
3.2.实现海洋动态演示的难点
海洋具有很高的动态性和变化性，包括海洋潮汐、海流、气象变化等。如何在三维漫游过程中实现海洋动态演示是一个难点。我们将利用实时渲染技术和模拟技术来实现海洋动态演示。
3.3.实现多用户间数据共享的难点
海域三维漫游需要支持多用户同时使用和数据共享。如何保证多用户之间的数据交互和共享是一个难点。我们将采用网络远程技术和数据同步技术来实现多用户间数据共享。
四、项目进度计划
时间节点|研究任务
--------|--------
第一周|综述相关技术和研究内容，确定研究思路、方案和目标
第二周|收集和整理数据，开发数据处理技术和算法
第三至四周|实现海域三维漫游系统的基本功能和用户交互设计
第五至六周|实现海洋物理量数据的可视化和动态演示功能
第七至八周|实现远程漫游和数据共享功能
第九周至十周|系统调试和优化
第十一周|撰写毕业论文
五、参考文献
1.Zhu,J.(2015).Marine3Dsimulationsystemforoceanenvironmentalmonitoring.JournalofMarineScienceandTechnology,20(2),244-250.
2.Nijdam,N.,&Štifanić,D.(2014).Interactivesimulationandvisualizationofunderwaterenvironments.GraphicalModels,76(6),729-744.
3.Zhao,J.,Li,Z.,&Feng,Y.(2018).Researchon3DOceanVisualizationBasedonOxygenData.JournalofMarineScienceandApplication,17(1),15-22.
4.Lu,M.,Li,Q.,Li,H.,&Sun,Y.(2016).VisualizationofOceanSurfaceWindDataUsingGPU-BasedMethod.JournalofMarineScienceandApplication,15(4),383-390.
6.German,C.R.,&Yoerger,D.R.(2016).Oceanographicinstrumentationforseafloorobservations.AnnualReviewofMarineScience,8,577-608.