三维地形图中碎石区域表达方法研究

改变了三维地形图中以纹理贴图的形式表达碎石区域的常见方法,充分考虑光照视觉效果和重力作用的影响等诸多因素,提出了一套符合人们空间认知习惯的碎石模型自动建立方法,能较好地对碎石区域内不同光照条件、不同高程处的碎石分布特征及个体形态进行逼真模拟,有助于其他类似地貌符号模型的自动建立。     

一种大曲率线状实体的三维可视化方法

线状模型是虚拟三维场景中的重要模型,其精细程度直接影响着虚拟场景的视觉效果。制作线状模型的常用方法分为整体模型法和分段拼接法,对于弯曲程度较大的线状模型,使用整体模型法制作时难以控制顶点坐标和纹理贴图,而采用分段拼接法又会在转弯处产生模型空隙和纹理重叠,导致模型失真。该文提出了一种针对大曲率线状实体的三维可视化方法,在几何模型制作阶段,根据路径和截面数据直接计算模型顶点坐标、法向量和索引数据,实现放样建模;在纹理贴图阶段,通过建立模型顶点与纹理图片像素的映射关系,实现模型贴图。结果表明,该算法可应用于铁路路基等大曲率线状模型的制作,具有精度可靠、人工交互少及可视化效果好的特点。     

库区动态三维场景构建方法研究

构建地形水工建筑物三维虚拟场景,在此基础上有效快速模拟库区淹没形态。针对库区水面、水工建筑物精细模型、水电站地形构建及水电站环境动态元素交互式动态过程定制方法进行深入研究,并提出优化方法。     

全球虚拟地形环境中Mipmap纹理技术研究

Mipmap纹理技术是目前解决纹理分辨率与视点距离关系的最有效途径.将Mipmap纹理引入全球虚拟地形环境的金字塔模型中,在分析现有Mipmap纹理生成技术不足的基础上,提出了一种新的Mipmap纹理生成技术,并针对Mipmap纹理以多级形式存储会使数据量增加的问题,提出了Mipmap纹理压缩算法,以提高实时渲染中Mipmap纹理的装载速度和创建速度,并用实验结果验证了算法的可行性.最后给出了全球金字塔模型中Mipmap压缩纹理的存储结构.     

三维地形可视化技术研究进展

三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素,也是虚拟仿真领域中视景系统的重要组成部分。该文将地形生成技术概括为三维地形简化技术、大规模地形数据的动态调度与地形简化相结合的处理技术和地形纹理数据的组织与应用技术等三大类,并分别介绍了这三类技术的相关理论和方法。     

3维景观快速建模技术研究

地表3维景观几何对象经过模型化后,都存储在计算机中,只有将其模型进行可视化,才能看到虚拟模型化后的地物景观.本文主要讨论了利用Creator,采用纹理和贴图技术、LOD模型、动态多分辨率的纹理与影像优化技术,提高3维模型的表达,加强可视化效果.     

应用ArcView辅助Creator生成三维地形

地形三维可视化一直以来是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点。本文基于地形三维可视化的重要性和徐州龟山汉墓虚拟重建研究的需要,提出了应用ArcView辅助Creator生成三维地形的方法,以ArcView中生成的Raster专题层作为Creator生成三维地形的高程数据源,通过地形细节层次的创建、高程模型的投影变换、地形转换算法的选择和地形纹理的映射,生成了大面积精确地形,在龟山汉墓虚拟重建系统中取得了良好的实时显示效果。     

利用CryEngine构建虚拟地理环境

尝试采用新一代图形引擎CryEngine实现小尺度条件下多要素耦合与逼真表达,探索基于该引擎的虚拟地理环境构建方法,包括虚拟地形环境的快速构建方法、车辆建模与动态模拟方法、人物建模与智能行为模拟方法,以及场景集成与渲染方法等。以虚拟校园为原型系统,验证所提方法的可行性以及可视化效果,结果表明,基于CryEngine构建虚拟地理环境路线可行,尤其在面向小尺度虚拟环境时,能够很好地将环境、实体和人物紧密耦合在一起,且其逼真程度较现有虚拟环境有大幅度提升。     

全球虚拟地形环境中Mipmap纹理技术研究

M ipm ap纹理技术是目前解决纹理分辨率与视点距离关系的最有效途径。将M ipm ap纹理引入全球虚拟地形环境的金字塔模型中,在分析现有M ipm ap纹理生成技术不足的基础上,提出了一种新的M ipm ap纹理生成技术,并针对M ipm ap纹理以多级形式存储会使数据量增加的问题,提出了M ipm ap纹理压缩算法,以提高实时渲染中M ipm ap纹理的装载速度和创建速度,并用实验结果验证了算法的可行性。最后给出了全球金字塔模型中M ipm ap压缩纹理的存储结构。     

合成孔径雷达影像地形校正半经验模型

结合SAR成像特点和数学理论知识,给出左视、右视两种侧视成像情况下影响地形起伏区域SAR后向散射的本地入射角理论计算模型,基于微波散射物理模型AIEM,模拟不同雷达入射角下地形坡度、坡向对SAR数据后向散射的影响,结果表明雷达入射角相对较小的SAR数据受地形起伏影响较小,是地形起伏地区SAR应用的最佳数据源。并提出一种SAR影像后向散射系数的地形校正半经验模型。地形校正过的SAR影像分类总体精度较未校正SAR影像提高12%。     

关于晕渲图中注记配置问题的研究

本文在分析了当前晕渲图自动生产中注记处理的现状和存在问题的基础上,利用OpenGL纹理贴图技术,解决了文字位图生成、纹理透明处理、注记定位等技术问题,实现了晕渲图中随地形起伏注记的生成、交互操作和管理,提供了一种为晕渲图配置立体感较强的注记的方法。     

雷达后向散射模型及其在雷达图像地形影响纠正中的应用

在从雷达估测森林生物量时，经常遇到的一个问题是地形对雷达信号的影响。地形使得雷达波的入射角度改变，使每个雷达图像像元所包含的地表面积改变，由于地面的起伏，植被本身的结构也不同，纠正这种由地形而不是植被类型引起的雷达图像的变化是一个很复杂的问题，除了需要高质量的地形数据外，还必须理解植被雷达信号随地形变化的规律。提出一种可用来模拟森林及其它植被处于山坡上的雷达后向散射模型。结合DEM数据，模拟的结果可用来进行雷达图像的地形影响纠正，如果多极化或多波段图像存在，通过雷达模型可用从一种极化推导出的地形信息来纠正其它极化的图像数据。     

基于SuperMap的三维虚拟校园设计与实现

本文基于SuperMap软件,以山西师范大学校区为例,通过虚拟地表的生成、三维建模、纹理贴图等方法,打破了时空的限制,直观地展现了交互式三维校园场景,实现了校园三维虚拟场景的缩放、旋转、漫游操作等功能,达到了模拟现实的效果,并可作为数字化校园的基础平台,拓展现实校园的时间和空间维度,提升传统数字校园的运行效率,扩展传统数字校园的业务功能,最终实现教育过程的全面信息化,从而达到提高校园管理水平和效率的目的。     

UAV航测结合三维激光扫描的古栈道测绘建模

针对古栈道遗址的精密测绘与三维建模的需求,该文采用无人机倾斜航空摄影测量的方法获取山崖航摄影像并生成点云,采用地面三维激光扫描的方法获取栈孔数据并生成点云,将两种点云数据利用最近点迭代算法相融合,获得融合点云并生成三角网模型,附上纹理贴图,便得到了遗址现状的三维数字模型,并利用该模型完成了虚拟复原。本次古栈道精密测绘及复原在国内尚属首次,为相关研究提供了新方法。     

平面监测网的动态滤波

在假定形变区域为分块连续弹性体的基础上,本文提出一个所谓虚拟形变速率参数形变模型,由它的特例可推出常见的单点位移形变模型。之后又讨论和研究了平面监测网的观测数据滤波问题,设计出一个虚拟形变速率参数卡尔曼滤波器,具体做了这几项工作:(1)在所提出的形变模型下,推导出平面监测网的状态方程;(2)解决了初始状态及其方差阵的估计问题;(3)在极大似然的原则下,得到了动态噪声方差阵的逐次修正公式。在对两个模拟网的几种不同方案进行试算之后,本文提出了几点结论和建议。     

倾斜摄影三维模型与大场景地形的融合算法

针对现有的数据融合算法不能解决倾斜摄影的三维模型与大场景地形相互融合的问题,提出了一种基于外部缓冲区和TIN瓦片金字塔的数据融合新算法。采用在倾斜摄影地形外部建立过渡缓冲区的方法,解决了倾斜摄影地形和大场景地形的平滑过渡问题,这种方法还保证了倾斜摄影地形的精度。在过渡缓冲区内采样时构造了多条缓冲带,这种采样方法实现了采样密度从倾斜摄影地形到大场景地形的逐渐过渡;通过建立TIN瓦片金字塔实现了对多分辨率数据调度和纹理贴图的支持。实验结果表明,这种方法把倾斜摄影的三维模型与大场景地形很好地融合在一起,并且融合后的数据可以在三维地理信息系统中流畅地调度。     

平面监测网的动态滤波

在假定形变区域为分块连续弹性体的基础上，本方提出一个所谓虚拟形变速率参数形模型，由它的特例可推出常见的单点位移形变模型。之后又讨论和研究了平面监测网的观测数据波问题，设计出一个虚拟形变速度参数卡尔曼滤波器，具体做了这几项工作：（1）在所提出的形变模型下，推导出平面监测网的状态方程；（2）解决实始状态及其方差阵的估计问题；（3）在极大似然的原则下，得到了动态噪声方差阵的逐次修正公式。在对两个模拟网的几种不同方案进行试算之后，本文提出了几点结论和建议。     

利用遥感数据对单株木和森林场景进行建模

针对遥感在三维可视化方面的不足,提出了用SRTM(航天飞机雷达地形测图任务)和TM(陆地资源卫星专题绘图仪)数据建立森林场景的方法。利用L系统语言和L-studio软件,通过提取的分枝规则建立了针叶树和不同叶面积指数(LAI)落叶树的几何模型,并将其作为森林场景内树木的纹理贴图。实验区的三维地形用四叉树结构建立,综合应用数据分块、动态载入、双缓存数组等措施提高大范围场景的漫游速度。从TM影像获取目视判读的遥感分类图和LAI反演图,结合控制树木的栽种位置和纹理选择,建立了单幅TM影像大小的森林场景。实验为其他遥感数据的三维显示提供了通用的建模方法。     

球体剖分瓦块的大区域真三维地理场景构建

针对目前地理信息科学领域存在的三维地理场景大都是局部的、基于投影的2.5维表面模型的问题,该文提出了利用球体大圆弧八叉树剖分(SGOG)瓦块建立大区域真三维地理场景的方法。将SGOG特定剖分层次的顶点与全球共享DEM数据进行匹配,构建大区域真三维地形框架;以地形起伏度为阈值,采用不同层次的瓦块进行自适应建模,大大减少了数据量;粘贴遥感纹理,建立虚拟地理场景。中国大陆地区的实验结果表明:所提方法不但顾及了地球曲率,克服了投影变形的缺陷,而且可以利用SGOG多尺度特性,灵活建立各种(混合)尺度的模型,并可实现地表上下空间的一体化建模。     

面向应用的3维虚拟场景技术研究

随着GIS的不断发展,地形的3维立体显示已成为主流,但传统方法生成模型过程复杂、真实感不强,无法在应用中提供足够的信息量。本文所述的3维虚拟场景生成方法,从实际应用出发,以真实地形地貌为标准,形成了一套完整的生成虚拟地形、地物、模拟天空的流程,并进行可视化实验。实验结果表明,使用该方法能够对实际场景进行仿真,模拟地物、植被的分布,达到小数据量实现3维虚拟场景的目的。最后,对所生成的示范系统进行验证分析,表明该方法简单、快速,对林业小班划分、农业土地管理等多个领域都有一定的实际参考价值。