体素模型的战场环境建模研究

针对基于面模型的战场环境建模难以展现战场环境要素的内部属性和规律等的不足,该文提出了利用体素模型实现战场环境建模的基本方法。该方法能够记录战场环境各要素的不同属性,反映其内部属性和规律,准确地模拟战场地理环境的变换过程,可实现战场环境各要素的统一建模。文章利用体素模型实现了对战场环境的认知与抽象,对战场环境体素数据模型进行了分类。最后以战场地形环境要素为例,利用战场环境基本体元实现了对战场地形环境的体素建模。     

一种基于体素的三维地形可视化方法研究

基于网格的"面模型"地形可视化,难以实现地形的体数据表达和实时编辑,基本上不可能实现地理空间过程的模拟。在体素的基本概念和基于体素模型的地形表达特点的基础上,基于Ogre3D实现体素模型的三维地形可视化,为实现空间过程模拟建立统一的基于"体"的虚拟地理环境打下基础。     

基于体素模型的多分辨率地形表达分析

传统的基于"面模型"的三维地形可视化,难以逼真地模拟现实世界的复杂地形,本文在充分了解体素的基本概念和特点的基础上,分析了几种常见的体素模型,主要讨论了体素在多分辨率三维地形可视化方面的研究和应用情况,为建立基于"体模型"的虚拟地理环境提供参考。     

基于体素模型的多分辨率地形表达分析北大核心CSCD

传统的基于"面模型"的三维地形可视化,难以逼真地模拟现实世界的复杂地形,本文在充分了解体素的基本概念和特点的基础上,分析了几种常见的体素模型,主要讨论了体素在多分辨率三维地形可视化方面的研究和应用情况,为建立基于"体模型"的虚拟地理环境提供参考。     

战场地理空间信息可视化系统设计与研究

对当前流行的3DGIS系统进行了介绍,并研究提出了采用面向对象的方法来表达3D场景中的空间数据,基于栅格金字塔模型来组织和管理地形数据,基于视点相关的地形LoD方法实现了大范围漫游,基于参数化3D建模方法和矢量地物LoD来实现地物数据的建模和可视化的方法,设计和构建西北地区战场地理空间信息可视化系统(3DMGIS)。     

改进时空克里金插值的气体扩散体可视化

针对气体监测数据无法有效表达气体整体扩散情况的问题,结合气体监测数据的分布特点提出了一种基于时空克里金插值的气体扩散体可视化方法。首先通过时空体素模型对多时态气体数据进行高效组织;然后利用改进时空克里金插值法对气体扩散过程中浓度进行数据加密,通过采样计算转化为时空体素模型中对应的体素值;最后基于光线投射法实现扩散过程的体可视化模拟。通过构建仿真场地对本文方法进行实验与分析,结果证明本文方法在可接受的计算速度内实现了气体扩散的插值,且气体动态体可视化的效果较好。     

超体素随机森林与LSTM神经网络联合优化的室内点云高精度分类方法

针对现有三维点云数据分割分类方法存在分类目标内部不一致的问题,提出一种超体素随机森林与长短期记忆神经网络（long short-term memory,LSTM）联合优化的室内点云高精度分类方法。该方法根据超体素结构具备内部特征一致性的特点,对原始点云进行超体素划分,并以超体素为基本单元进行多元特征计算,搭建室内点云超体素随机森林分类模型,实现点云数据的粗分类。在此基础上,引入LSTM对粗分类的超体素邻域连接关系进行神经网络模型训练与预测,实现超体素粗分类结果的优化。基于开放数据集对所提分类方法进行有效性和精度验证,结果显示,该方法在公开数据集中对13类要素的分类精度可达到83.2%;与经典的深度学习框架相比,该方法在小样本训练时可以达到更优的分类精度。     

基于局部体样条函数的海洋盐度场建模

海洋盐度是海洋水文要素的重要组成部分,是海洋战场环境研究的重点。在介绍海水盐度数据特点的基础上,采用局部体样条函数法对散乱的大规模盐度场标量数据进行建模,并利用遗传算法和非线性规划相结合的方法解决体样条函数法的区域划分问题。通过一组实测数据进行建模实验并将得到的数据场进行可视化,表明该方法适用于大规模散乱数据场的建模,可为海洋战场环境的数据分析和场景构建提供建模手段。     

基于3维可视化环境的地质体空间形态分析

针对3维矿床地质体既具有复杂的几何形态特征,又具有连续的矿化分布与控矿作用分布等空间分布场特征,结合3维地质建模软件Datamine的可视化环境,基于线框模型研究了地质体实体建模与3维可视化过程;在此基础上将实体模型离散化输出为体素模型,提出采用趋势面分析方法和基于数学形态学的分析方法进行地质体空间形态分析,比较和研究了这两种方法提取地质体空间趋势形态和形态起伏特征的过程。实例研究和论证了基于数学形态学滤波的地质体空间形态因素分析和提取方法处理某方向上存在有超覆现象的可行性。     

体绘制技术在海底地形三维可视化中的应用

针对海底地形三维可视化的特点,通过对常见的几种体绘制方法的研究和分析,并以海底地质的体绘制为例,对海底地形的体绘制技术应用进行了总结。     

GIS中的地形可视化与地形模型简化

地形可视化是一门以研究数字地形模型或数字高程域的显示、简化、仿真等内容的学科 ,属于计算机图形学的一个分支。GIS中的地形可视化有助于用户对空间数据相互关系以及分析结果的直观理解。文中分析了GIS中地形建模的基本问题 ,研究了地形模型简化与多分辨率地形模型的发展     

DEM地形可视化自增强技术

地形可视化是地形表达、虚拟地理环境与虚拟仿真领域中重要的组成部分。论文首先回顾了DEM地形分析与表达技术,然后重点阐述了如何利用DEM自身解译的地形信息,增强DEM地形等高线图、地形晕渲图等地形可视化效果,突出不同地形特征与细节,实现可量测性和直观性为一体的3维地形表达,提供用户更为直观、准确的地形认知。     

虚拟地形建模中地物与地形匹配的算法研究

对于大比例尺条件下的地形环境仿真而言，采用贴2维纹理的方式表示地物已远远不能满足定位精度和可视化效果的需要，因为每个地物都是一个清晰可辨的3维实体了。在这种情况下地物模型能否与地形模型相匹配(即虚拟场景中的地物既不悬于地表之上也不陷入地表之下)将直接关系到视觉感受的逼真程度，以及在虚拟场景中对目标实施打击的精确程度。文中就如何实现地物模型与地形模型在数据层次上的匹配提出了一个解决方案，并对具体算法进行了详细阐述。实验结果表明了算法的正确性和实用性，由此说明匹配方案较为行之有效。     

三维地形的生成技术及实现

概要介绍了三维地形生成的基本技术，结合三维建模软件MultiGen Creator2.4的地形数据库模块，详细讨论了MultiGen Creator2.4中构建地形的四种算法，并以福建省福清地区水口店为研究区域，成功建立了视觉效果较好的三维地形。     

地形特征约束下的失真DEM修复方法

数字高程模型（DEM）在描述地形时会存在一定程度的失真现象,对失真DEM进行修复可以有效地提高其精度及保真度。本文针对DEM在描述规则地形时存在的失真现象,提出了用地形特征约束失真DEM形态结构的失真修复方法,以规则地形中的平地结构地形为例,进行了失真修复试验。首先根据地形特征确定平地地形的DEM应为平面结构,再采用最小二乘法（LS）及随机抽样一致性算法（RANSAC）对其平面方程进行参数估计,进而得到修复的DEM数据。试验结果表明,本文所提的修复方法有效可行,修复后的DEM数据不仅提高了精度,还能充分地反映原地形的地形特征。两种修复算法的修复能力相接近,当存在大量格网点时,都能达到很好的修复效果,但RANSAC更能适应高程异常的情况,鲁棒性更好。     

地性线的山地区域的卫星影像几何精纠正

提出了一种山地区域基于DEM地性线的控制纠正新方法,该方法以数字地形模型DEM为无几何变形的控制基准纠正卫星影像。阐述了提取沟谷、山脊、山峰和凹地区域的地性线的原理和算法,给出了山地区域基于地性线进行卫星图像几何精纠正实施步骤,进一步讨论了地性线提取、控制点采集存在的问题,以及解决问题的途径。实验结果表明,对于山地区域,地性线的空间数量数倍于水系、道路等常规地图层;地性线来源于DEM,其空间稳定性和可靠性更高,可以用于山地区域的卫星影像的严格控制纠正。用该方法进行几何纠正处理,几何误差能控制在一个像元的水平上。     

基于模板的DEM快速可视化

为了满足对海量数据三维实时动态浏览的需要,采用地形分块技术,形成了地形分块模板、地形整合模板、视点相关模板,建立了基于模板技术的地形快速可视化流程,并在VC 平台下,采用OpenGL渲染引擎实现了大规模地形的快速无缝漫游。     

基于IDL的三维地形可视化系统开发

以交互式语言为开发平台,建立了三维地形可视化系统,讨论了基于纹理映射技术的真实感三维地形可视化实现,说明了系统的功能操作及三维地形模型的应用,并给出了应用实例。     

海量地形可视化的研究现状与前景展望

大范围、海量地形数据的可视化是当前地理信息系统、虚拟现实、军事仿真等领域的研究热点之一。该文从计算机硬件、软件两方面对海量地形可视化的系列实现技术进行了归纳与总结,包括图形显卡的硬件加速、图形软件包的显示优化、地形简化、可视性裁剪、分块动态调用等;之后对海量地形数据可视化的未来研究方向进行了展望,认为在海量地形数据的简化算法、面向网络的海量地形可视化、海量地形数据的空间数据库存储等方面应该进一步加深研究的力度。     

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.