三维场景建模中地物与地形匹配方法研究

针对三维场景建模中地物与地形匹配的处理方法问题,分析三维场景建模中地物与地形不匹配产生原因,提出一种改进的解决地物与地形匹配的方法。通过在Delaunay三角网中嵌入地物特征约束条件,实现了地物与地形无缝匹配;通过局部地形修正,对地形影响点的高程添加改正值,减弱了匹配后地形的突变现象,使地形过渡自然。研究与实验结果表明：本文提出的方法较好地适用于精密三维场景建模中面状地物与地形的匹配。     

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。     

基于修正函数的动态地形改造

在虚拟地形中加入新的地物目标,需要改造地形以使地形与地物匹配。对每个待插入的地物点定义一个修正函数,由于高斯函数本身的特性,这里以高斯函数为模型改造地形。根据修正函数调整每个相关的地形点坐标,如果调整后达到预设精度,则不继续调整地形。若没有达到精度,通过加密地形点使得地形趋近于高斯函数模型,调整后的使地形与地物自然地结合起来。     

基于修正函数的动态地形改造

在虚拟地形中加入新的地物目标,需要改造地形以使地形与地物匹配。对每个待插入的地物点定义一个修正函数,由于高斯函数本身的特性,这里以高斯函数为模型改造地形。根据修正函数调整每个相关的地形点坐标,如果调整后达到预设精度,则不继续调整地形。若没有达到精度,通过加密地形点使得地形趋近于高斯函数模型,调整后的使地形与地物自然地结合起来。     

利用质心Voronoi图对地形自适应简化的算法

地形简化算法利用少量有效的地形信息表达整体地形,能很好地解决海量地形数据与计算机硬件之间的矛盾,同时满足多尺度地形应用需求。针对现有地形简化算法难以兼顾局部地形起伏与地形整体特征的问题,提出一种基于质心Voronoi图的地形自适应简化算法。首先,利用质心Voronoi图的特点,以地形起伏度作为密度函数生成质心Voronoi图;然后,利用分布在地形起伏较大区域的质心Voronoi图种子点及大多分布在地形特征线上的Voronoi区域顶点重构地形;最后,通过原始地形与重构地形的特征线验证地形简化的效果,并与三维道格拉斯-普克（3D DouglasPeucker,3D DP）算法进行精度对比。实验结果表明,从简化地形中提取的山脊线、山谷线、等高线等地形特征线与原始地形的重叠度均较高,算法能较好地保持地形整体特征;且在相同的简化级别下,算法的简化误差小于3D DP算法,具有较高的地形简化精度。     

中国月球地形制图研究进展

月球地形制图是了解月球形貌构造,开展月球工程探测及科学研究的基础性工作。自从发射嫦娥一号月球探测卫星以来,中国正式步入月球与行星制图研究的行列。首先,回顾了国内外月球探测与地形制图的基本情况;然后,结合中国嫦娥工程中在月球地形制图领域的研究工作,从月球地形制图标准体系建设、月球地形制图产品研制、月球地形制图理论及技术研究3个方面介绍了中国在月球地形制图领域开展的研究进展和取得的初步成果;最后,总结了当前月球地形制图研究领域中存在的关键理论和技术难题,并探讨了下一步亟需开展的研究工作,可为中国未来的月球地形制图研究提供借鉴。     

三维真实感地形建模与可视化

研究了三维真实地形建模与可视化的整个流程,利用OpenGL通用图形程序接口实现了基于DEM数据与遥感影像的三维地形的快速生成与仿真;并将三维地形生成技术应用到了天山公路三维地质灾害场景可视化中。详细阐述了以遥感影像作为地形纹理的处理方式与流程以及构建真实地形场景技术的方法和优化方案,提出了在实际应用中建立个性化三维地形系统的重要性。     

滑坡模拟三维地形建模关键技术与应用

高精度滑坡地形数据是滑坡模拟准确度和可视化效果的重要保证。针对当前高精度滑坡地形建模渲染全部地形数据导致滑坡模拟程序运行缓慢,分层分块处理地形数据并将地形数据块分批调入内存进行组合渲染导致参与滑坡模拟计算的地形数据不连续且分辨率不统一的问题,本文提出了一种面向滑坡模拟的四叉树LOD地形建模改进方法。将地形数据完整读入内存参与数值计算,在可视化阶段从地形数据中动态构造不同分辨率地形数据块进行组合渲染,为滑坡模拟提供完整连续地形条件,同时保证滑坡地形三维可视化效果,并有效提升模拟程序运行速度,该方法在场景浏览时不会对滑坡模拟的结果产生实际影响。滑坡模拟试验验证了本文方法在滑坡模拟三维地形优化建模方面的有效性和实用性。     

去LoD层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法

海量三维地形的实时渲染技术是三维可视化领域的核心技术和难点之一。针对传统地形裂缝消除方法中存在的瓦片层次约束强、渲染效率低的问题,本文提出了一种去Lo D层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法。在分析地形四叉树组织方式及地形可视化Lo D控制规则的基础上,首先建立包含地形瓦片角点及边邻居关系的四叉树地形多分辨率表示结构;然后根据视点相关的Lo D控制规则,动态地改变地形四叉树节点的分裂或合并状态,更新四叉树;最后根据线性插值算法修正四叉树中互为邻居关系的瓦片高程以消除地形裂缝。通过海量山区地形数据的试验,验证了本文算法的可行性与高效性。     

特征点与骨架线约束的DEM简化

针对基于特征的地形简化方法不能很好的同时顾及特征点和骨架线的问题,提出了一种特征点与骨架线约束下的数字高程模型简化方法,在选取重要的地形特征点构建简化不规则三角网的同时,利用地形骨架线对简化过程中不规则三角网的生长实施约束。从等高线生成、高程精度、地形形态描述指标和地形骨架线保持程度4个方面,与广受关注的特征点方法、新近提出的复合方法进行对比。实验结果表明,本文提出的方法在各个方面均较显著地优于前两种方法,能够在地形简化过程中更全面、更大程度的保留初始地形的形态。     

一种基于GPU Tessellation的地形渲染方法

为了在大规模地形实时渲染过程中提高渲染效率和得到更平滑逼真的地形,该文提出了一种基于GPU Tessellation技术的地形可视化方法。该方法首先对地形预处理构建四叉树;使用视锥体裁剪和LOD选择降低CPU-GPU数据传输量;在三角化阶段利用GPU代替传统的CPU进行三角化方法极大地减轻CPU的负担并且提高了渲染速率;同时引入地形粗糙度计算GPU Tessellation算法内部细分因子,达到平滑而又不失细节的地形表面渲染效果;以数据细节层次动态设置GPU Tessellation算法的外部细分因子消除了T型裂缝。实验结果表明,该方法CPU利用率低,能够以较小计算代价消除T型裂缝,在地形实时交互式漫游系统中能以较高的渲染帧率输出平滑、逼真的三维虚拟数字地形。该文方法可运用到大规模地形可视化系统中。     

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。     

基于滚动球变换的TIN_DDM地形形态划分及连续尺度表达

针对TIN_DDM地形形态划分及连续尺度表达中存在的应用场景与数据类型特殊、地形形态划分边界不明确和地形尺度认知存在差异等问题,提出了一种基于滚动球变换的TIN_DDM地形形态划分及连续尺度表达算法。该算法在分析滚动球变换构建原理的基础上,通过挖掘滚动球变换在地形形态识别方面的应用潜能,设计了TIN_DDM采样点地形类型判定准则;针对判定准则在地形形态连续尺度表达过程中无法应用的问题,通过对滚动球接触点与滚动球半径之间的数值关联性进行分析,求解出各采样点与滚动球接触状态变换时的临界滚动球半径,构建了面向TIN_DDM地形形态连续尺度表达的滚动球变换。试验结果表明:该算法可快速实现以滚动球半径作为尺度因子的TIN_DDM地形形态自动化分及连续尺度表达。     

航测教育四十年回顾

在摄影测量的发展历程中,几乎总是和地图测绘相联系。我军的测绘工作,在一九五三年以前,主要还是用实地地形测量的办法测制地形图,一九五四年以后逐步开展了大规模的航测工作,开始用航测方法取代了野外地形测量。与这种情况相一致,我军的测绘教育工作也是在地形测量教学中分支出航测,进而成为以航测为主包括地形测量的航测教学体系。     

网络RTK联合声波测深仪在水下地形测量中的应用

介绍网络RTK联合声波测深仪测量湖泊水下地形技术,通过在外业测量中的实际操作,在工作中总结出一套科学的水下地形测量技术流程,针对一些在湖底水下地形测量中经常遇到的问题提出解决方法,为以后湖泊水下地形测量提供参考。     

3D Zernike矩在三维地形匹配中应用

本文介绍了三维地形匹配工作原理,提出3DZernike矩在三维地形匹配中应用算法。该方法利用三维地形曲面与其3DZernike矩具有一一对应关系,计算实时恢复得到的三维地形与基准图中参考三维地形的3DZernike矩,比较这两个3DZernike矩之间欧式距离,并以欧式距离最小为最佳匹配原则实现三维地形的精确匹配。该方法充分利用3DZernike矩的性质,将三维地形匹配转换成3DZernike矩匹配。该算法对匹配地形无特殊要求,抗噪声能力强,能实现三维地形的精确匹配。     

基于Matlab的地形数据处理

地形特征点散点、规则网格、三角网格及等高线等多种地形数据的存储形式及数据结构特殊性很适合matlab的数据处理特点。本文研究如何在matlab中通过简单的编程,从而对地形数据进行必要的处理,以满足地形测量要求,并给出了数据处理实例。     

三维地形数据塔式结构模型与可视化方法研究

针对在地形绘制中三维地形数据量巨大和绘制速度慢等问题,提出了一种基于GPU加速的大区域三维地形数据的塔式结构模型及实时可视化新方法。首先构建细节层次模型来减少大区域地形实时绘制的地形数据量,然后建立DEM数据和DOM数据的金字塔式数据模型来实现大容量三维数据的实时装载和动态卸载,并采用CUDA编程实现了大区域三维地形可视化的GPU加速。     

三维真实感地形生成的关键技术研究

三维真实感地形的绘制是一个复杂且技术含量高的过程,主要包括的关键技术有:三维地形建模、三维图形变换、光照模型、纹理映射,OpenGL图形标准中包含了这些关键技术的一些算法,简化了真实感地形绘制的工作。本文主要介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,并且说明了在OpenGL程序中如何来实现它们。     

数字地形测量

数字地形测量数字地形测量就是要实现地形信息数字化和作业过程的自动化或半自动化。本书在适当反映国外数字地形测量先进技术的基础上，主要反映国内近几年来在这一领域所取得的成果。传统地形测量学中凡是能用解析方式解决的问题，均从定量角度进行阐述；而作业方法仍尽...