面向虚拟地球的多尺度矢量数据可视化方法

为了实现网络环境下虚拟地球的多尺度矢量、 影像和地形数据的集成可视化,便于矢量空间数据的查询分析,本文根据几何绘制的方法,将二维矢量数据、 多尺度地形和全球等经纬度离散网格集成,提出了面 向虚拟地球的多尺度矢量数据结构和多尺度矢量数据分块构建与组织方法;在此基础上,针对虚拟地球中矢量数据高效可视化的要求,提出了面向可视化的 dou g las-peucker矢量数据压缩算法。最后,基于网络三维虚拟地球平台 geoglobe开发了实验系统,实现了面向虚拟地球的多尺度矢量数据的构建、 组织以及可视化。     

土石方可视化计算系统的研究与实现

本文研究并实现了可视化技术在土石方计算中的应用,设计研发的土石方可视化系统能够方便快捷地实现土石方设计成果三维可视化建模,有效解决了传统土石方计算方法中界面直观性差、计算工作量大而且精度得不到保证等问题,成为土石方开挖、填挖平衡的设计和指导施工的有力工具,是三维虚拟技术在工程测量领域应用的创新。     

顾及地形的城市三维可视化方法研究

介绍了三维房屋重建与城市可视化方法研究和应用模块开发的初步成果。在一般二维不规则三角网的基础上,发展了有确定边界条件下的二维不规则三角网,通过对顾及地形的铅直墙面和不规则屋顶的分别构网和合成,形成建筑物的表面不规则三角网,消去共面条件下的公共边后,实现了顾及地形的的城市房屋重建。     

顾及地形的城市三维可视化方法研究

介绍了三维房屋重建与城市可视化方法研究和应用模块开发的初步成果,在一般二维不规则一角网的基础,发展了确定边界条件下的二维不规则三角网,通过对顾及及地形的铅直墙面和不规则屋顶的分别构网和合成,形成建筑物的表面不规则三角网,消去共面条件下的公共边后,实现了及地形的城市房屋重建。     

基于TIN的公路三维表面模型建立方法

公路三维表面模型是公路三维设计的基础,其关键是设计模型和地表模型的叠加运算。本文提出了一种基于TIN的地面模型和道路设计模型叠加算法,基本原理是把参考模型的边界多边形当作约束边界线插入操作模型,在保持参考模型拓扑关系不变的条件下对其进行局部LOP优化,然后删除位于参考模型边界线内的点和三角形。本文算法具有实现简单、速度快和运算稳定的特点,已成功应用在公路三维可视化设计中。     

地形TIN模型的实时连续LOD算法设计与实现

为了实现基于不规则三角网(TIN)地形模型的动态细节简化模型,文中介绍了一种有效的方法,即在一种新的三角网数据结构基础上,通过重复执行模型中边的"折叠"(即顶点"合并")操作,预先计算模型中每个顶点"重要性"值,根据"重要性"对模型的三角形和顶点列表进行重新排序并将结果存储在数据结构中.在显示过程中,根据对地形的精度要求和事先存储的结果自适应地快速获取所要显示的顶点和三角形,实现TIN模型的实时动态构网显示.基于该算法,在两个不同细节的TIN模型进行过渡时可以进行快速线性插值,实现了不同细节模型间的连续过渡.     

基于等高线构建TIN模型的平三角形修正算法

设计了一种平三角形修正算法来修正TIN模型中可能出现的平三角形区域。该算法通过对由平三角形组成的区域进行分类,并针对不同的平区域采用交换边、增加点甚至不处理的修正方法,同时对由于等高线数据错误产生的一些特殊情况进行了分析处理。实验结果表明,该算法能够去除约束型狄洛尼三角网中所有应修正的平三角形,并生成对地形描述更为精确的三角网。     

基于等高线构建TIN模型的平三角形修正算法

设计了一种平三角形修正算法来修正TIN模型中可能出现的平三角形区域.该算法通过对由平三角形组成的区域进行分类,并针对不同的平区域采用交换边、增加点甚至不处理的修正方法,同时对由于等高线数据错误产生的一些特殊情况进行了分析处理.实验结果表明,该算法能够去除约束型狄洛尼三角网中所有应修正的平三角形,并生成对地形描述更为精确的三角网.     

高精度曲面建模的三维地形可视化研究

根据高精度曲面建模理论(HASM)中曲面单元算法的特点,提出基于视点的多分辨率LOD实时生成算法。该方法通过对规则格网的DEM数据进行划分,以单元分片为基本单位对DEM数据进行组织。根据各曲面单元与视点的相对关系,以不同间距对曲面单元进行内插,实时重建视景内的三维地形。在实时显示过程中,对硬盘中的数据进行实时读取,采用多线程技术对图像渲染操作进行处理,实现了对DEM数据的实时计算、动态显示。该方法无需对规则格网DEM数据建立空间层次组织结构,在对虚拟地形进行实时漫游过程中,存储空间占用少,不受数据规模的影响。     

基于TIN模型的海底坡度三维可视化方法

针对当前海底坡度在计算方法和可视化方面的不足,本文在基于TIN模型的海底坡度精确计算基础上,提出了海底坡度的三维可视化方法.通过实验验证了所提方法的有效性和优越性,从而为客观准确选择登陆地域提供参考.     

一种面向虚拟地球的海面动态可视化优化方法

现有的虚拟地球中的海面可视化方法主要采用投影网格的方式组织海面格网,这种特殊的网格组织方式,导致其在反映不同海域差异性特征时存在缺陷。基于全球离散格网的海面可视化方法由于能够与虚拟地球离散的空间剖分相匹配,有效弥补了投影网格法的缺陷,因此更符合虚拟地球海面仿真应用的需要。然而现有的离散格网法存在绘制效率差、场景加载慢、需要修补格网缝隙等问题,限制了其应用发展。对此,本文在现有离散格网法基础上进行优化:首先,在数据结构上对传统等经纬度离散格网进行扩展,设计了一种面向GPU绘制的多尺度海面网格模型来组织管理海面格网;其次,为了实现风场驱动下的海浪动态绘制,在多尺度海面网格模型的基础上提出了一种支持实时风场更新的海浪动态绘制方法;同时,考虑到格网缝隙修补对系统效率的影响,本文针对海面格网特点并结合GPU技术提出了一种高效的海面格网缝隙修补方法。最后通过对比试验验证了本文方法的可行性和有效性。试验结果表明,本文方法绘制效率稳定,加载速度快,且能弥补现有方法在功能上的缺失,因此应用范围更加广泛。     

海岸海洋潮流模拟可视化与虚拟现实建模

潮流数值模拟的科学可视化与虚拟现实是海岸海洋科学研究重要的现代技术手段之一。首先从地理信息系统的角度对潮流数值模拟系统的数据模型进行了论述，提出了适合水文数值模拟的对象模型方法；其次探讨了空间流场的可视化技术，阐述了虚拟现实在潮流数值模拟中的作用；最后设计并实现了一个海岸海洋潮流模拟虚拟现实的原型软件系统VRO－cean,并在南黄海辐射沙洲等的潮流数值模拟试验中进行了实际对比检验。     

球面线要素的多分辨率实时简化方法

在分析球面3维数据可视化特点的基础上,提出了视点相关的球面矢量数据LOD简化方法,基本原理是：以视点为基础在屏幕空间获取投影误差,反投影到模型空间得到动态简化阈值,并结合Douglas—Peucker算法,对矢量数据进行多分辨率实时简化表达。最后,开发实验系统并对相关方法进行了验证。结果表明：在不影响球面图形可视化效果下,数据量减少了约4-5倍,有效地提高了图形渲染速度和效率。     

地下工程多层TIN面片与形变测量数据融合模型的构建及可视化研究

利用地下工程监测数据的空间特性,对离散监测点和等高线采样点进行混合建模,采用带约束条件的点缓冲及填充算法分析实现了地形图与地表常规形变监测数据的结合,并自编程序实现了地下工程多层空间(不规则三角形网面即TIN面片)的可视化,揭示地形图与地表常规离散点形变监测数据之间的关系和隐藏在相应数据背后的信息.同时,探讨了应用多层TIN面片和其他背景图层的混合空间3维建模.     

三维地质建模中的构建TIN优化算法及实现

在由等值线构建TIN的算法中,存在"平三角形"的缺陷,降低了所构TIN的质量,影响了建模质量。在前人研究成果的基础上,利用递归思想对"平三角形"区域进行分情况处理。优化算法结合全新设计的数据模型实现了全拓扑信息的记录与动态更新。通过对算法的解释并通过VC++实现,从理论与实际上证明了该算法能够提高TIN质量,实现对三维地质体更精细的模拟;并对拓扑信息进行了有效的动态更新和保存。基于递归的解决方案使算法易懂易实现,达到了效率与效果的平衡。     

虚拟城市建设方法与技术探讨

随着虚拟现实技术的发展,虚拟城市作为数字城市的重要组成部分也得到了快速发展。以虚拟城市建设特点为依据,论述了城市三维建模的基本理论和技术,包括建模方式、模型要求、数据组织等方面的内容,并提出了相应的实施建议和解决方案。     

形态参数下地表采动裂缝三维建模及可视化方法

实现对地表采动裂缝的三维建模及可视化能促进裂缝的形状、成因研究,并为开采沉陷监测和生态环境恢复提供科学支持。目前三维建模方法和软件主要面向建筑物、管道、地质体等地物地貌,若直接应用于地表裂缝的建模与表达会存在野外测绘工作量大、形态规律表达不准确、呈现不逼真等问题。本文结合三维地形建模、分形、空间插值等理论,提出了基于几何形态参数的地表裂缝三维建模方法,并利用ArcEngine平台实现了对裂缝的三维可视化;选取甘肃省东峡矿区为试验区,根据裂缝分布与形态预计参数,实现了对区域内裂缝的模拟,并通过与实测数据和高分辨率影像进行对比,验证了该方法能真实逼真呈现裂缝的形态、延伸与细节信息。     

一种个人地理标记数据的可视化方法

个人地理标记数据是个人通过笔记本、平板电脑或者手机等设备发布的包含地理位置且与个人相关的文本、照片和视频等信息。本文针对个人地理标记数据的特点,提出了一种适用于地理标签数据的可视化方法——个人地理标记数据拓扑图,并设计和实现了核心算法。为了比较和评估该方法的效能,对"文本列表""普通地图"和"标记拓扑图"3种用户界面进行了可用性测试,并对测试数据进行了方差分析。测试结论表明,3种不同用户界面在查找个人地理标记数据的效率方面存在显著性差异,其中文本列表和标记拓扑图均优于普通地图,文本列表和标记拓扑图在查找时间上的差异并不显著,标记拓扑图在查找时间均值上略优于文本列表。     

一种全球多分辨率地形数据组织管理的方法

通过研究全球多分辨率地形数据的数据特点和渲染需要,对现有的全球地形数据组织方法进行比较并提出改进措施。然后利用多分辨率LOD(MRLOD)技术,设计并实现了一种面向全球的分层分块方案,详细阐述其构建规则,并分析该方案的可行性,最后详细说明分层分块的数据结构组织。