全球地形实时绘制中海量多源遥感影像的拼接方法

设计全球四叉树层次细节模型和基于数据集的存储方案,以支持海量遥感影像数据的高效管理和访问;为保证显示效果,提出以多边形描述数据集的形状,并设计基于数据集形状多边形的影像拼接算法。     

大规模地形实时绘制的算法研究

讨论了地形模型的多分辨率表示机制、节点评价函数、动态简化算法、裂缝的解决方法、三角网快速构建等地形可视化中的关键问题。实验结果表明,本文提出的算法实时、高效,可以满足大规模地形可视化要求。     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用.文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游.运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果.     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用。文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游。运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果。     

多尺度海量栅格数据索引机制的研究

海量栅格数据的存贮、管理与快速显示一直是人们在GIS领域研究的一个重点问题，本文以栅格型空间数据为研究对象，通过构建四叉树结构、空间索引及邻接关系，研究多尺度海量栅格数据的索引机制。     

一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法

针对传统多分辨率地形绘制算法构网速度慢、T型裂缝不易处理等问题,提出了一种GPU（graphic processing unit）构网的地形无缝绘制算法。首先,引入实时网格细分（tessellation）技术,将地形构网分为CPU粗粒度Tile网格构建和GPU细粒度Patch网格细分两个阶段;然后,Tile网格采用基于视距的细节层次模型进行LoD层次选择,Patch采用基于屏幕空间投影误差的细节层次模型完成网格细分,兼顾了视距和地形粗糙度对地形绘制的影响,实现了地形细节层次的自适应选择;最后,应用C++语言和DirectX 11工具,设计开发了相应的可视化实验系统。实验结果表明,该方法实现了多分辨率地形的自适应无缝表达,保证了地形网格的连续性;并通过合理平衡CPU-GPU负担,显著提升了地形渲染效率。     

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）。     

海量地形数据组织与调度策略研究

针对海量地形数据与有限的计算机内存之间的矛盾问题,需对数据的组织与调度过程进行优化。对海量的地形数据基于分块的方法以四叉树的数据结构进行组织。以块内无冗余的数据存储方式构建多分辨率层次模型,同时生成层次索引和坐标序号索引。在预处理阶段进行自上而下的参数计算,以此种方式可以快速读取到需求数据。其次根据视点位置与视线的方向两个因素,利用视锥体投影的方式对数据进行预取,实施两次数据裁剪策略,并结合多线程策略实现数据的加载与卸载。实验结果表明该策略具有较高的实时性,能够满足大规模地形数据的高效绘制要求。     

基于LOD的大规模地形实时绘制方法

提出基于四叉树的LOD实时绘制方法,对LOD模型中的节点评价因子进行了改进,提高了图像的真实感,采取几何形变消除跳跃现象;提出一种新的动态场景调度和快速扫描裁剪的方法,实现了大规模地形漫游的实时性和画面流畅性;引入Ver-tical Skirt技术用于块间裂缝现象的消除,实现了地形块LOD绘制的独立操作;最后在VC++6.0平台上利用OpenGL实现了基于本文算法的地形可视化系统,验证了本文提出的方法可行性。     

一种基于可变四叉树的大地形实时可视化算法

根据视点的位置，并考虑地表的起伏特征，提出一种基于可变四叉树的地形简化算法，实现对规则格网DEM的连续多分辨率表示，减少地表绘制的三角形数目，使得在当前PC机条件下，能够进行大规模DEM的实时可视化和动态交互。     

地形可视化中快速视区裁剪算法研究

讨论了地形可视化中的视区裁剪技术,分析了多种可能的改进方法,并实现了一种基于层次包围球的快速视区裁剪算法。该算法可以十分快速和准确地判断地形渲染过程中节点和视区的相互位置关系,大大减轻图形系统的负担,有效地提高地形渲染的速度。     

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。     

大规模地形实时绘制中的地平线遮挡剔除算法

大规模地形场景包含大量的几何数据,无法一次性载入内存,并具有极高的复杂度,因而无法进行实时绘制。本文提出一种用于大规模地形场景的实时地平线遮挡剔除算法。该算法采用四叉树结构构造地形的多分辨率层次细节模型,按照大致由前向后的顺序遍历地形时构建遮挡地平线,应用地形包围盒技术,把地形区域与地平线相比较,以确定何时它们对于视点来说完全被遮挡并剔除这些被遮挡的区域。实验结果表明在贴地漫游的情况下,显著提高了场景绘制速度,证明了此算法的有效性。     

外存大规模地形实时动态绘制算法

本文结合视点相关的层次细节技术、可见性剔除技术以及多线程技术等,提出一种基于外存中大规模地形实时动态绘制算法。在将原始DEM数据分割成多块标准化地形块的前提下,调度线程根据视景体顶点移动情况预测后续绘制所需地形并将其从外存预先加载到内存;绘制线程主要借助动态四叉树结构、标识矩阵、裁剪视景体来实现地形的多分辨率网格模型快速生成。实验表明,算法能够在普通PC机上实现大规模地形的实时绘制和漫游。     

大规模地形实时显示中的裂隙消除算法研究

传统大规模地形实时显示中的裂隙消除算法强制要求的结点依赖关系会带来地形表达失真,或者因算法过于复杂而不能应用于大规模地形等问题。本文针对大规模RSG地形数据,提出四叉树孤立分割思想,设计并实现了地形规则分块后,利用添加拆分点和平均高程值消除单块内和多块间裂隙的算法。经初步试验表明,该算法不仅简单快捷,且使地形各个区域均可自适应地满足精度要求,具有较高的实用价值,对其他模型的裂隙消除也是一种借鉴。     

NASA World Wind海量离散地形显示技术研究

虚拟数字地球需要解决大范围海量地形快速显示问题。本文在对World Wind海量地形显示机理和地形数据LOD分层组织深入研究基础上,提出了基于ArcMap的离散地形分层切割流程,开发了与World Wind三维地形显示数据模型匹配的分层切割软件,对海量离散地形按不同分块大小和层次切割后的显示效率和效果进行了分析,结果表明World Wind能实现不同尺度地形数据的快速三维可视化。     

全球海量地形数据组织管理方法的研究

本文通过研究全球多分辨率地形数据的特点和渲染需要,研究了现有的全球地形数据组织方法并提出改进措施。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,详细阐述了其构建规则,并分析了方案的可行性,然后详细地说明了分层分块的数据结构组织,最后利用上述提出的技术,做了一些关于某一大规模三维地形实时漫游方面的实验,文中详细列出了这些实验结果。实验结果表明,采用该文提出的方法,可以在普通PC机上实现大规模三维地形场景的实时漫游。     

全球多分辨率数据模型的构建与快速显示

在总结并分析国内外已有的多种全球数据浏览和显示系统的基础上,采用了全球空间四叉树模型与“视点相关”的处理方式,并将多线程理论有效地应用到超大数据的管理与显示中,建立了合理的多线程访问机制,利用金字塔瓦片数据集管理影像与DEM数据,实现了局域网内的分布存储与分发,并开发了全球海量数据管理客户端实验系统GlobalView。     

基于菱形块的全球离散格网欧拉数计算

对全球离散格网的研究已成为目前国际GIS界的研究热点,其中欧拉数是讨论球面栅格区域局部拓扑不变量的重要参数,也是描述和推断球面栅格拓扑关系首先要解决的问题。本文以菱形块作为全球离散格网的数据组织单元,在利用线性四叉树Morton编码作为地址码对菱形块进行邻近搜索的基础上,在对菱形块进行剖分的同时,对其子菱形块进行行列号的剖分,然后利用菱形块行列号进行邻近搜索,最后利用邻近搜索的结果计算出全球离散格网的栅格区域进行欧拉数。最后,本文在C++和DirecX环境下验证了该算法的有效性和正确性。