地形RSG模型的动态构网算法

论述了一种基于规则格网地形模型的动态构网算法。通过定义模型中顶点间的约束关系以及顶点误差的继承方法，利用四叉树构建出顶点的层次结构，有效解决了不同分辨率网络间接边的裂缝问题，实现在模型误差控制下的多分辨网络的实时正确构网。实验证明，该方法对于实时控制地形模型的细节层次，增强地形模型的绘制效率是非常有效的。     

视点相关实时LoD地形模型动态构网算法

论述了一种视点相关实时LoD地形模型动态构网算法。基于GRID数据，以直角三角形为基本单元，利用二叉树构建地形的层次结构，兼具GRID与不规则三角网（TIN）的优点；并且解决了模型带来的“裂缝”问题。视景体可见区域多分辨率地形生成时，通过地形面片自身复杂程度、地形面片与视点距离以及地形面片与视线间的方向关系三方面确定该面片的绘制分辨率。实验结果表明，该算法在保持地形场景逼真的情况下，极大地提高了绘制速度，满足了实时交互的要求。     

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。     

基于四叉树的LOD地形简化及几何变形纠正

论述了一种基于四叉树结构LOD地形快速简化及几何变形纠正方法。通过建立四叉树结构将地形划分为规则的多个小块,利用一个递归过程遍历四叉树结构。在判断过程中本文将地形粗糙度因素加入到节点评价系统当中,有效地实现了地形的简化。对漫游过程中出现的几何变形现象引入一个混合因子到节点评价系统中,较好地解决了几何变形问题。为了更真实地反映地物地貌,本文将具有较高分辨率的航空影像叠加到DEM地形模型上,取得了较好的效果。     

基于并行计算的海量点云狄洛尼构网方法探讨

针对现有Delaunay三角网购网方法研究的不足,文章提出一种基于并行计算的海量点云Delaunay方法:根据Delaunay分治构网的思想,将Delaunay构网分为数据分割、构建子网和子网合并3个步骤;设计了一种自适应的四叉树结构来分割和映射数据文件,并依据OpenMP并行标准中的Fork/Join并行模式,分层执行构网运算和合并运算;最后,使用一种改进的WFM-JLP调度算法来调度构网和合并运算以取得较好的负载均衡。实验证明:该方法能较好地降低算法的运行内存,减少运算时间。     

退化四叉树格网的全球多分辨率DEM无缝表达

为实现全球多分辨率地形快速、高效模拟与可视化表达,探讨基于球面退化四叉树的全球多分辨率DEM无缝建模方法。提出一种基于球面退化四叉树的全球DEM分块建模方法;设计并实现了四叉树块内（相邻节点间相差任意剖分层次）、四又树块间、四叉树与非四叉树块间的自适应无缝拼接算法;应用VC＋＋语言和OpenGL工具,设计开发了相应的可视化试验系统。结果表明：该模型方法可实现全球多分辨率DEM的无缝表达,并在保证精度的同时有效简化了全球DEM格网的数目,简化效率为66．8％（剖分层次为12）。     

利用多分辨率半边进行全球多分辨率DEM无缝表达

应用传统四叉树结构进行全球多分辨率数字高程模型（digital elevation model,DEM）表达时,不同层次相邻格网间会产生裂缝问题,尽管目前有许多裂缝消除的方法,但大都是属于"后期处理",且存在诸多限制。为此,引入多分辨率组合映射理论,提出了一种基于多分辨率半边结构的全球多分辨率DEM无缝表达方法。首先给出了基于多分辨率组合映射的多种全球离散格网统一表达方法和裂缝消除原理,并以球面菱形格网为例,提出多分辨率半边编码方法和坐标转换方法;然后,设计并实现了一种全球多分辨率DEM无缝表达算法;最后,应用C++语言和DirectX工具,开发了相应的可视化实验系统。实验结果表明,利用多分辨率半边结构,通过边界结点细分方法的特殊处理,球面菱形格网的四分体内部、边界和极点处均不会产生裂缝。与传统方法相比,该方法从前期的格网剖分结构上解决了多分辨率DEM格网的裂缝问题。     

利用3D_DP和Quad_TIN的地形实时动态显示算法研究

将地貌综合的三维Douglas-Peucker方法引入到地形LOD中,通过构建Quad_TIN模型,提出了一种地形实时动态显示的新算法。该算法首先从全局重要性角度将不规则采样点分级;再利用孤立分割的方式建立四叉树空间索引,结合了规则格网的四叉树结构和不规则采样点的TIN结构在虚拟表达中的优势,并消除了节点间的依赖关系;然后,根据视距和模拟误差确定四叉树的绘制层次和插入采样点的顺序及数量;最后,通过添加拆分点消除节点间裂隙。实验表明,该算法在保证地形表达速度的同时提高了模拟精度,对其他模型的LOD表达也是一种借鉴。     

基于多分辨率模型的地形实时显示

如何实现地形的实时动态显示是GIS/VR的研究内容之一 ,多分辨率模型 (LOD)作为加速显示速度的手段近年来得到了普遍的重视和发展。在总结前人LOD算法的基础上 ,针对大数据集地形数据 ,文中采用三角形法向量判断的方法将地形数据组织成具有层次结构的多分辨率模型 ,在分辨率选择的基础上 ,根据视点位置和视线方向对不可见面片进行删除 ,在不影响视觉效果的前提下减少绘制所需的三角面片数 ,从而实现地形实时显示。实验结果表明 ,该算法是成功有效的。     

基于多分辨率模型的地形实时显示

如何实现地形的实时动态显示是GIS/VR的研究内容之一,多分辨率模型(LOD)作为加速显示速度的手段近年来得到了普遍的重视和发展.在总结前人LOD算法的基础上,针对大数据集地形数据,文中采用三角形法向量判断的方法将地形数据组织成具有层次结构的多分辨率模型,在分辨率选择的基础上,根据视点位置和视线方向对不可见面片进行删除,在不影响视觉效果的前提下减少绘制所需的三角面片数,从而实现地形实时显示.实验结果表明,该算法是成功有效的.     

Multiresolution Terrian Model in GIS

DEM, which becomes a major component of geographic information processing in earth and engineering sciences, has been studied in the GIS literature for a long time. We use DEM to represent the terrain in GIS. The more data are available, the better representations of a terrain can be built. But not all tasks in the framework of a given application necessarily require the same accuracy, and even a single task may need different levels of accuracy in different areas of the domain. Multiresolution models, such as LOD, offer the possibility of representing and analyzing a terrain at a range of different levels of detail. In this paper, some key issues in multiresolution DEM model are studied. Three main models are focused on Hierarchical TIN(HTIN), multiresolution terrain model based Delaunay and Hierarchical Dynamic Simplification. The advantages and disadvantages of these methods are analyzed. The technology of tile to tile edge match is studied to maintain the consistency between adjacent edges and tile edges in HTIN model. And the Hypergraph based Objected oriented Model(HOOM) is presented to divide and code spatial area and describe the terrain feature in adding and deleting points based on Delaunay rule retriangulating. The conclusions have been drawn in the end.     

DEM精度评估方法的研究与实践

研究地形模型精度的关键就是要找到影响地形模型建模质量的相关因素及其他们之间的误差关系,以检测现有的DEM模型的精度,同时规范DEM模型建立的精度标准,使DEM模型能够更加准确、逼真地反映实际地面特征是DEM精度评估和质量控制的难点问题。本文从几个方面对DEM的精度评估方法进行了研究与实践,为今后DEM的精度评估提供了科学的参考依据和评估模型。     

基于等高线地图的3维地形构建与可视化研究

从船舶操纵模拟器的地形要求出发,以等高线图为原始数据,对其进行扫描矢量化,利用不规则三角网法差值计算生成DEM,然后使用Multigen Creator 3维建模软件生成地形.重点研究了可视化需要调节大地形的模型精细度、真实性和实时系统运算能力之间的协调关系.最后,以鸭绿江河段和图们江河段为研究区域,建立了直观的3维地形模型.     

DEM内插算法与精度评定研究

本文分析了DEM数据产品的误差源、内插算法的误差模型,简要介绍了目前DEM数据产品精度评定的指标与方法途径.通过介绍DEM引出了数字高程模型内插方法,比较了各种DEM内插方法,并且分析了模型精度.     

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。     

神经网络BP算法在DEM内插中的应用研究

神经网络BP方法应用于DEM内插,可以不需要传统的内插拟合函数.本文构建了一种"4X"BP神经网络结构,以地面点的平面坐标(X,X,Y,Y)作为网络输入层的节点,以高程H作为输出层的节点.用这种方法分析一个工程实例,选取隐含层节点数N为15,构建4×15×1的神经网络结构,结果得到DEM内插中误差为±0.45m,而传统的平面插值法的中误差为±0.53 m.实例证明,神经网络BP算法的效果非常好,值得在工程中推广应用.     

基于栅格DEM的地形特征提取与分析

以陕北延安地区燕儿沟流域为实验样区,运用比较分析法和数理统计法进行基于栅格DEM的地形特征提取和分析,以及DEM分辨率对地形特征的影响,并计算和比较了地形特征的空间统计分布。研究表明:一个相对真实的DEM能够通过修改生成DEM的基本材料,以及对DEM进行再加工而获得。由于DEM分辨率的不同,由此得到的地形特征值(如坡度、地形指数、河网密度等)在统计特性上也会随之变化。随着DEM分辨率的降低,坡度减小,地形坦化,地形指数均值变大,流域总面积变大,子流域数量减少,河流总长度减小,河网密度降低。     

结合NASA DEM和AW3D30 DEM的太原市DEM数据融合

本文首先以DEM数据为例,将输入数据与参考数据配准至同一像素位置,然后分别将均方根误差和标准差作为参考指标,在不同坡度等级的区域内,通过权重系数从0至1的遍历探寻最佳加权融合系数,从而确定融合方案并进行NASA DEM与AW3D30 DEM的数据融合,最后对融合效果进行定量评价。结果表明:配准前,NASA DEM沿x、y、z方向的位移分别为-2.65、2.41、0.60m,AW3D30 DEM位移分别为1.04、7.51、-3.33m;配准后,原始数据各项误差均减小,且NASA DEM的系统误差基本消失。融合DEM相较于NASA DEM,平均误差和均方根误差分别减小了25.0%和36.8%;对于AW3D30 DEM,误差降幅分别为86.5%和13.2%。     

基于线模型的数字高程模型表达方法研究

数字高程模型的地表构建模型都是基于局部区域的,表现为用某个多项式来表达局部区域的地表面。本文指出了这种基于面的插值模型的缺点,提出了基于线模型的数字高程模型地面表达方式,并针对规则格网和不规则三角网提出了不同的线模型参数表达方法,最后提出了线模型的数据存储方式以及其在地形分析中的应用前景。     

基于规则格网的DEM插值实验

通过地形建模,将6个地形隶属函数按照101×101,112×112,126×126,144×144,168×168,201×201,257×257 7种格网密度生成6种局部地形单元的规则格网DEM;使用反距离加权(IDW)等7种插值算法,将前6种格网密度下的DEM插值成257×257规格;从原始257×257DEM中随机抽取检查点计算残差,并对残差中误差进行分析。通过分组插值实验,运用控制变量法、方差分析等方法研究地貌类型、采样密度和插值算法对DEM插值精度的影响。