基于R树索引的三维场景细节层次自适应控制方法

针对大规模三维城市建模需要,介绍一种基于三维R树索引的多细节层次（简称LOD）管理方法,从叶节点层向根节点自动生成LOD场景,并设计实现LOD检索的算法。通过试验分析,证明本文的LOD定义参数能够定量控制三维场景中的渲染目标数目,进而实现三维场景的自适应可视化方法,尤其适合于建筑物和树木类型的地物目标。     

三维GIS中R树空间索引研究

对于三维GIS来说,建立高效的三维空间数据索引是其关键技术之一。R树索引是近年来应用最广泛的方法之一。本文以覆盖面积和重叠面积之和作为R树结点插入标准,并且引入K均值聚类算法对结点分裂算法进行了改进。另外,对于三维GIS中较大的地物如道路、河流等,实施裁剪策略。从而使R树同层结点间的重叠度显著下降,空间对象的聚簇也更趋合理,有效提高了三维GIS数据库的查询速度。     

基于R树索引的三维可视化查询方法

针对应用日益广泛的最近邻查询,提出了一种基于R树广度遍历和优化排序原理的最近邻查询算法,能适应不同空间分布的目标数据集。同时,提出了多细节层次（LOD）目标查询方法。实验证明,此方法支持多尺度场景逼真描述,查询结果准确,满足当前三维GIS的功能需求。     

一种改进的真三维R树空间索引方法

利用k-均值算法和覆盖体积与重叠体积之和作为分组的综合指标,改进了现有的三维空间聚簇分组和R树插入算法。实验证明,该算法显著减少了R树兄弟节点之间的重叠现象,而且节点尺寸均匀,有利于海量三维空间数据的高效管理与实时可视化应用。     

并行R树空间索引中叶节点大小的确定方法研究

并行R树空间索引结构中叶节点的大小是影响索引效率的主要因素,其确定方法是并行R树索引结构性能优劣的关键。本文讨论并设计了一种多层并行R树空间索引结构,文中以系统的查询响应时间作为性能评估指标,给出了并行R树叶节点大小的确定方法,并通过实验验证了该方法的有效性和适用性,同时也论证了本文所设计的多层并行R树索引结构是合理的和高效的。     

三维GIS中基于空间拓扑约束条件的R树研究

在研究了R树的索引机制后,结合三维空间实体对象,提出了一种带有三维空间拓扑约束的R树结构,并依据空间拓扑关系制定了构建索引时的四条规则,在规则的约束下,建立该索引时能有效地减少R树的区域重叠,提高了三维空间的查询效率。     

三维城市模型的多细节层次描述方法

以仿唐建筑群的逼真三维模型为例,介绍了一种实用的LOD模型细节层次规划及其精细程度的确定方法,以及配套的数据生产工艺,为建立具有几何上的高精度和视觉上的高逼真度的三维城市模型提供了一条有效的途径。     

多细节层次的三维植被符号设计

三维符号作为三维地图表达的重要组成部分,可以有效增强三维地图场景的可识读性。针对三维符号的基本概念、设计原则和共享机制等问题,该文从符号细节层次、视觉变量和排列方式3个方面展开研究,提出了一种三维植被符号构建模型,以典型植被对象为例进行了实现。由于植被对象种类繁多、形状不规则、结构复杂,因而建立简单、规则、通用的图形符号来表达植被对象,具有特殊性。在符号设计中特别地考虑了植被部分物候现象的表达,丰富了植被符号的语义内涵。     

一种利用面元拟合的地面点云数据三维R树索引方法

针对地面激光扫描的真三维点云数据,提出基于面元拟合的三维R树索引方法,在对点云进行递归分割和面元拟合的过程中形成三维R树节点的包围盒,通过对传统R树的改进,使之更好地保留平面特征,以适应点云数据的管理。通过实验实现了地面点云数据的高效管理与查询检索,证明了方法的有效性。     

顾及建筑物多细节层次的IFC和CityGML模型转换研究

针对现有三维地籍管理中难以有效利用已有建筑信息模型(BIM)数据的问题,提出一种顾及建筑物多细节层次的模型转换方法,结合三维地籍管理的应用需求,建立工业基础类(IFC)到城市地理标记语言(CityGML)的模型转换流程,解决转换过程中语义信息匹配、几何模型转换、要素关系构建的技术难点。实验表明,该方法能够兼顾三维不动产模型的精细化表达及产权信息展示,为三维不动产的多层次集成可视化及应用提供有效可靠的方法。     

一种八叉树和三维R树集成的激光点云数据管理方法

车载激光扫描点云数据已经成为数字城市和危机管理等领域越来越重要的三维空间信息源,针对大规模点云数据高效管理的技术瓶颈,提出一种八叉树和三维R树集成的空间索引方法——3DOR树,充分利用八叉树的良好收敛性创建R树叶节点,避免逐点插入费时过程,同时R树平衡结构保证良好的数据检索效率。并还扩展R树结构生成多细节层次(LOD)点云模型,提出一种支持缓存的多细节层次点云数据组织方法。试验证明,该方法具有良好的空间利用率和空间查询效率,支持多细节层次描述能力和数据缓存机制,可应用于大规模点云数据的后处理与综合应用。     

月面形貌的3维可视化算法

基于大范围地形可视化算法研究的基础上,对平面geometry clipmaps算法进行改进,利用GPU的顶点着色器实现平面地形向球面地形的投影变换,并综合利用球面视域裁剪、球面视点控制等技术,使geometry clipmaps算法适用于球面海量地形数据的3维可视化;收集处理月球全球影像和形貌高程数据,对算法进行验证,实现月球表面形貌的实时动态3维可视化.试验表明:绘制算法可不受数据量大小的限制、绘制效率高、效果逼真,但存在两极变形较大的缺点.

Abstract：

Based on the study of visualization arithmetic of large area terrain, plane geometry clipmaps algorithm is improved. Projection transformation from plane landform to sphere landform was realized by using GPU vertex shader. In that improved algorithm, methods such as sphere vision field culling and sphere viewpoint control are used.That makes geometry clipmops algorithm more effective in 3D visualization of massive sphere terrain data. The whole moon image and DEM data are collected and disposed, which are used to verify the capability of that algorithm, realizing dynamic and real time 3D visualization of moon surface. The experiments show that the graphic algorithm isn't limited by data quantity, which is of high efficiency and reality simulation, but the two-pole distortion is serious.     

基于空间认知的三维地理信息系统研究

从空间信息中更快、更多地获取用户所需信息以辅助完成工作是GIS系统的根本目标。从空间认知的不同模式出发,分析了三维空间可视化的两种趋势;考虑到不同人群认知能力的差别,对用户进行了具体的分类,结合用户的使用场景与目的并在可视化实现中对比例尺与LOD进行分析,提出了一种适人化三维GIS模型。     

一种空间方向关系的细节描述方法

以描述不同细节层次下的方向关系为目的,用内部方向的详细划分来完善空间方向表达,并创造性地将邻接代码的编码思想用于内部细节矩阵的构建,巧妙地将多个内部方向描述矩阵融为一体,从而完成了空间方向关系的深度细节描述。     

基于R-tree的多重近似索引研究

本文提出了一种新的索引方法——基于R-tree的多重近似索引,该索引结构既包含实体传统的外部近似也包含其内部近似。在检索时,粗过滤阶段测试实体内部和外部近似,如果内部近似测试为真值就不需要进行详查阶段的处理,从而减少访问磁盘I/O次数而提高检索效率。通过实验验证分析,该索引方法能极大地提高空间数据的检索效率。     

基于Direct3D多分辨率地形建模方法的研究

在地形模型的多分辨率建模中,递进网格模型能高效地存储网格信息,并能方便地控制网格的细节层次。本文利用D irect3D三维图形库,给出了一种基于递进网格模型的多分辨率地形数据生成算法,该算法能方便地控制简化过程,显示速度较快,并能很好地保持原模型的几何特征。