4.3 渲染 15

4.3.1 纹理贴图 15

4.3.2 光照和阴影 20

5 总结 21

参考文献 22

致谢 23 

引言

在水资源短缺和生态环境破坏的大背景之下，城市湿地生态系统的健康状况及其服务功能受到了越来越多的关注。各地政府纷纷开始了城市湿地地理信息系统（Geographic Information System，GIS）平台的搭建，希望能够对城市湿地系统形成有效的监控和全面的管理。GIS地图以符号系统来表示地理信息，虽然地图内容相比传统二维地图有了更多的可变通性，但远远没有三维地图来的直观、准确。计算机具有极强的数据处理能力，但理解和推理能力差[1]。建立城市湿地的三维可视化场景，将真实场景更准确、形象地将展示出来，借助人的智慧快速而又准确地理解并进一步地处理数据，这是实现三维可视化人机交互的重要意义。

1 绪论

1.1 研究背景

城市湿地是指城市区域之内的海岸与河口、河岸、浅水湖沼、水源保护区、自然和人工池塘以及污水处理厂等具有水陆过渡性质的生态系统[2]。城市湿地在城市人工生态系统中有着重要地位。城市的下水道系统、沟渠系统与河流系统、自然湿地系统共同构成城市湿地的径流网络，对于解决城市的洪涝灾害，缓解城市热效应有着积极作用。如果说交通系统是城市的血液循环系统，那么城市湿地系统就是肾脏，监控城市湿地系统是否正常运行有助于我们掌握城市人工生态系统的健康状况。

在长达半个世纪的城市化进程中，由于缺少对湿地的认识、科学的规划以及相关法律的保护，我国大范围内的城市湿地受到了不同程度上的破坏。城市湿地的破坏类型主要有填埋固化和水体污染，造成填埋固化的主要因素有围垦、违规建设，水体污染的主要来源有工业废水和生活污水。作为应对措施，在政策上，我国设立了湿地保护区和湿地公园，通过立法来遏制违法开垦和水体污染源，以达到保护湿地的目的；在技术上，通过城市湿地信息库与GIS技术相结合，构建二维动态显示平台，实现城市湿地管理的信息化、数字化与即时化。

随着GIS的发展二维地图已经无法满足现代信息技术的需求[3]。利用三维可视化技术拟真现实数据，可以获取形象的立体空间仿真场景，在云数据的支持下借助计算机强大的演算能力可以对各种天灾人祸进行预演，并充分利用人在三维空间中的形象思维能力，做出合理的分析和有效的决策。一方面，实现了城市湿地动植物资源的科学有效管理，确保自然资源的可持续利用，保持生态系统的稳定与平衡，实现人与自然的和谐共处；另一方面，起到宣传湿地、普及湿地保护意识、扩大湿地影响的目的。通过搭建三维场景，不仅能实现城市湿地景观逼真的三维显示，而且为城市湿地的数字管理、科学研究、规划决策和宣传推广提供了良好的可视化平台[4]。而跨越平台的三维城市湿地场景可以降低硬件的要求并最大限度的扩展使用范围，从而增加这一三维城市湿地场景的影响力。源:自*吹冰`%论,文'网·www.chuibin.com/

1.2