大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用.文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游.运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果.     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用。文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游。运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果。     

大规模三维地形实时绘制的简化技术研究

在考虑地形特征和视相关特点的基础上,采用了一种简单的四叉树剖分评价函数用于实时生成动态的多分辨率地形模型。在三维场景漫游中,采用多级缓冲机制实现了视点快速移动下场景数据的调度和绘制,同时提出了一种综合考虑帧率和细分评价函数的自适应LOD调度方法,并采用和地形调度相一致的方法进行多级纹理映射。最后开展了算法实现的编程工作,实现了基于以上简化技术的大规模三维地形的可视化。     

基于LOD的大规模地形实时绘制方法

提出基于四叉树的LOD实时绘制方法,对LOD模型中的节点评价因子进行了改进,提高了图像的真实感,采取几何形变消除跳跃现象;提出一种新的动态场景调度和快速扫描裁剪的方法,实现了大规模地形漫游的实时性和画面流畅性;引入Ver-tical Skirt技术用于块间裂缝现象的消除,实现了地形块LOD绘制的独立操作;最后在VC++6.0平台上利用OpenGL实现了基于本文算法的地形可视化系统,验证了本文提出的方法可行性。     

利用可编程GPU硬件进行大规模真实感地形绘制

提出了一个用于大地形数据外存可视化的硬件加速的视点相关LOD渲染算法。为了在可视化中实现真实感,把相应的卫星或航空图像纹理应用在地形上,还提出了在保持实时帧速的同时,在地形上显示如建筑物、树木、道路等大量的静态物体集合的高效率的目标处理算法。上述算法已成功地在不同的实际地形数据和卫星影像纹理上进行了测试,测试结果表明,基于可编程GPU硬件的大规模地形绘制速度快、真实感强。     

大规模地形实时绘制的算法研究

讨论了地形模型的多分辨率表示机制、节点评价函数、动态简化算法、裂缝的解决方法、三角网快速构建等地形可视化中的关键问题。实验结果表明,本文提出的算法实时、高效,可以满足大规模地形可视化要求。     

大规模三维地形实时漫游关键技术研究

针对大规模三维地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域广泛应用的关键技术与难点,介绍了在四叉树地形数据简化算法的基础上,采用数据分块、基于块节点的视景体裁剪、部分数据常驻内存以及边界裂缝消除等实现对大规模地形数据的快速漫游的方法。实验结果表明,该成果能够实现大规模三维地形的实时漫游。     

动态LoD四叉树虚拟地形绘制

大范围虚拟地形场景的实时绘制是当前3D GIS,VR的一个研究热点问题,四叉树数据结构是大范围虚拟地形场景表示的一种有效方式.通过四叉树地形数据结构构建、四叉树节点的视景体可见性选择,实现动态LoD四叉树虚拟地形的绘制.     

海量地形漫游中动态LOD算法研究

3维地形数据快速漫游一直是3维GIS、虚拟现实和游戏研究的重点。在采用数据分块、动态LOD技术、动态纹理等技术的基础上实现海量数据的快速漫游。     

基于WPF的大规模地形可视化系统设计与实现

针对大规模地形可视化的需求,设计并实现了基于WPF的大规模地形可视化系统。阐述了虚拟地球、瓦片金字塔结构、数字高程模型的基本原理及在系统中的应用,设计了基于游戏循环的可视化框架,实现了自由摄像机、瓦片模型调度、瓦片模型生成等关键功能。实验表明,该系统能够实时、准确地实现大规模地形的可视化,具有较高的应用价值。     

一种新的全球海量地形实时绘制算法

本文为实现全球海量地形数据的实时可视化,提出了一种新算法。算法不使用几何数据而是利用球面特征进行地形多分辨率模型初建,然后基于视锥与节点关系对初建结果进行扩展来得到完整的地形网格。此外设计了能消除具有复杂邻接关系的节点间裂缝的拼接方式,构造了简洁的方法消除GPU32位浮点精度导致的"wob-bling"现象。实现的算法在普通微机上平均漫游速度达每秒95帧以上。     

数字区调中大型三维地形实时绘制方法的实现

数字化区域地质调查需要更多信息丰富、直观的表现形式,以更大程度辅助区调填图,并作为最终的载体,生成满足相关领域需求的实地三维模型。本文以区域地质调查中所采用的规则网格数字高程模型为基本数据,采用视域相关的细节层次(LOD)网格优化技术,并选用ROAM实时自适应算法,兼顾不同地物的重要程度,选择相应的细节层次,以期通过减少绘制单元总数量,提高系统运行效率。     

开源软件VTP中的大规模实时地形绘制算法实验研究

本文对开源3DGIS软件VTP中的一种视点相关多分辨率地形模型生成算法——McNally算法进行了实验研究,结果表明:三角形数量大于5000时,用该算法绘制的地形弹跳现象消失;地形赋予纹理后,分辨率变化对显示的效果的影响很小,因此,在满足显示效果的情况下,没有必要追求过高的分辨率,即三角形目标个数。     

大规模地形实时显示中的裂隙消除算法研究

传统大规模地形实时显示中的裂隙消除算法强制要求的结点依赖关系会带来地形表达失真,或者因算法过于复杂而不能应用于大规模地形等问题。本文针对大规模RSG地形数据,提出四叉树孤立分割思想,设计并实现了地形规则分块后,利用添加拆分点和平均高程值消除单块内和多块间裂隙的算法。经初步试验表明,该算法不仅简单快捷,且使地形各个区域均可自适应地满足精度要求,具有较高的实用价值,对其他模型的裂隙消除也是一种借鉴。     

一种基于球体分片射线的大数据体渲染方法

针对大数据量、大范围对象的体渲染效果不够精细美观的问题,文章提出了一种基于球体分片射线的体渲染方法:通过将立方体形式的数据组织转变为环绕球体的弧形数据组织方式,并对体数据依次分片,逐片进行渲染。详细论述了该方法的原理及流程,并在某四维气象演示系统的台风登陆模拟中得到了很好的验证。实验表明,该方法能有效地渲染大数据量大范围对象的细节,提高了可视化效果。     

基于PDA的三维地形数据实时绘制方法研究

针对PDA硬件配置低,运算能力差等弱点,本文提出了一种基于PDA的三维地形实时绘制的优化方法。在地形数据装载到PDA之前,我们对其进行预处理:顶点坐标转换,计算法向量等并将数据根据PDA的显示特点进行分块;地形数据实时绘制过程中,我们采用假光照,背面消隐,多索引机制等方法进行优化处理。最后,在PDA上完成了实验论证工作,实验表明经过该方法处理后较明显的降低了地形绘制的响应时间,并给出了测试数据。     

地形特征提取的一种简易算法

地形特征作为基本地理要素,从DEM数据中提取其隐含的地形结构信息是非常重要的。本方法采用距离倒数加权法建立格网DEM,提出一种直接比较高程值来提取地形特征的简易算法,并利用差分算法计算坡度和坡向,通过V isual C++软件平台,编程实现格网DEM地形特征的自动提取,进行三维立体显示。该算法易于编程实现,数据结构简单,程序运行效率高,提取结果与真实地形基本拟合。     

Elevation models for reproducible evaluation of terrain representation

ABSTRACT

This paper proposes elevation models to promote, evaluate, and compare various terrain representation techniques. Our goal is to increase the reproducibility of terrain rendering algorithms and techniques across different scales and landscapes. We introduce elevation models of varying terrain types, available to the user at no cost, with minimal common data imperfections such as missing data values, resampling artifacts, and seams. Three multiscale elevation models are available, each consisting of a set of elevation grids, centered on the same geographic location, with increasing cell sizes and spatial extents. We also propose a collection of single-scale elevation models of archetypal landforms including folded ridges, a braided riverbed, active and stabilized sand dunes, and a volcanic caldera. An inventory of 78 publications with a total of 155 renderings illustrating terrain visualization techniques guided the selection of landform types in the elevation models. The benefits of using the proposed elevation models include straightforward comparison of terrain representation methods across different publications and better documentation of the source data, which increases the reproducibility of terrain representations.     

地形自适应车载LiDAR点云滤波

针对车载LiDAR点云进行地面点滤波时,基于常规TIN、坡度等滤波算法不能根据局部地形变化自动调整阈值的问题,该文结合城市点云特征和地形起伏度,提出地形自适应的车载LiDAR点云滤波方法。该方法通过引入地形自适应参数进行区域增长阈值的动态调整,实现地面点、非地面点的自动精确滤波。通过实测数据试验,结果表明该方法可适用于车载LiDAR城市点云中地面点和非地面点的较精确分类,解决低矮浅丘、低矮灌木等地物点不容易正确分类的问题。     

地形三维场景实时变换及可视化方法研究

地形数据的三维可视化技术一直是3DGIS领域一项重要的研究技术。从地形实时渲染的需求出发,提出大地坐标系下的多分辨率地形组织模型,并对可视化过程中的坐标空间变换方法进行研究,提出一种适合大区域地形可视化的坐标空间变换方案,使可视化的三维地形场景尽可能真实反映其自然的分布形态,使影像纹理、地物与地形之间进行精确的映射与匹配。