大范围三维地形场景快速渲染方法研究

随着遥感和GIS技术的发展,获取高分辨率图像数据和高精度地形数据已成为现实,人们对地形的表示也逐渐转变为三维形式。三维地形视觉渲染的实时性决定了3D应用场景的逼真度和有效性。本文运用LOD技术和节点综合评价技术对三维地形数据进行组织,并利用GPU并行处理算法增强运算效率。实验表明,该方法在三维地形加载时提高了场景加载效率,以及计算机绘制三维地形场景的流畅性。     

一种基于TIN的视相关动态多分辨率地形模型

提出了一种基于不规则三角网的“回”结构分辨率的LOD(level of detail)算法,真正实现了离视点越近越清楚、越远越模糊的视觉效果,避免了在模型简化过程中的交叉、重叠和细长的三角形出现。实验结果表明,该算法能实时动态地生成不规则格网的连续多分辨率模型,实现地形场景的平滑绘制,同时具有较快的显示速度。     

基于点删除的地形TIN 连续LOD模型的建立和实时动态显示

介绍了一种对于地形不规则三角网(TIN)建立层次细节(LOD)模型和实时动态显示的方法按照给定的条件通过重复执行顶点删除和局部三角化，对TIN中的点和三角形数据结构进行调整，建立地形TIN的连续LOD模型。在显示的过程中，根据视点的远近从上述LOD模型自适应地获取和显示所需三角形，实现地形TIN的实时动态显示。     

顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法

在讨论不规则三角网插值方法特点和地形基本特征的基础上,提出了顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法。这种插值方法同时兼顾地形特征、插值精度和计算速度,还根据地形特征对不规则三角网进行了编码分类,就各类型的不规则的插值计算提出了解决方案。     

顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法

在讨论不规则三角网插值方法特点和地形基本特征的基础上,提出了顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法.这种插值方法同时兼顾地形特征、插值精度和计算速度,还根据地形特征对不规则三角网进行了编码分类,就各类型的不规则的插值计算提出了解决方案.     

一种视点相关球面地形LOD算法

在地形可视化领域,基于海量数据的全球地形3维可视化已经得到广泛关注和研究。在经典ROAM算法的基础上,提出了一种视点相关全球地形LOD模型SROAM。该算法采用正方体作为网格细分的顶层,正方体上每一个面分裂成两个三角形作为ROAM算法二又树的根节点。给出了高程数据球面映射的方法,在动态误差计算过程中,考虑了地平线约束条件,进一步对网格进行简化。实验结果表明,此算法能实时动态地生成全球地形LOD模型,实现全球地形场景的平滑绘制。     

基于渐进三角网的机载LiDAR点云数据滤波

机载LiDAR点云数据滤波是获取高精度数字高程模型的关键,也是目前LiDAR点云数据处理领域研究的重点和难点之一。提出了基于渐进三角网的机载LiDAR点云数据滤波方法,首先以规则格网和不规则三角网组织数据,采用区域分块法或数学形态学法选取种子地面点建立初始稀疏三角网,通过不断向上加密三角网提取地面点。试验结果表明,该算...     

一种基于OSG的海量地形快速渲染方法

针对海量地形数据实时渲染,本文采用开源跨平台三维渲染引擎OSG(Open Scene Graph)技术,设计了一种海量地形快速渲染方案。文中对场景结构的组织和管理、LOD调度等关键技术展开了研究,分析了生成IVE三维模型的分页LOD层次结构,提出了一种海量地形快速渲染的实现方法。试验结果实现了海量地形数据的实时加载、距离坡度测量、多种场景漫游方式以及水淹分析等功能,对工程实践有一定的指导意义。     

在Visual c＋＋下建立TIN

不规则三角网是一种有效表示数字高程模型的方法，它在减少数据冗余、表达复杂地形特征方面具有很强的优越性，在实际工作中得到了广泛应用，本文讨论在VC下实现不规则三角网自动连接的方法。     

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。     

地形TIN中地理实体拓扑关系表达

传统地形TIN离散、独立的三角形结构限制了空间实体、空间关系的表达能力,分析和操作也比较困难,应用大多限制在可视化、渲染和光照分析等方面。由于不可能通过简单地扩展和改进现有模型来满足TIN中对空间实体关系表达的需求,从面向对象的角度出发,利用单纯剖分理论对TIN进行了实体划分和拓扑建模,使TIN具有了地理对象结构从而能够进行地理实体的表达与分析,建立了对象化不规则三角网(OTIN)与Euler示性数方向模型(EDM),使得TIN不但可以较好地表达地形起伏信息,还具有实体性和对象性,便于进行空间查询与分析。     

基于WEBGIS的测绘科技网站

WEBGIS研究的是分布环境下空间数据的组成，存储，处理，传输以及显示等诸多问题。本文在分析互联网技术的基础上，结合测量数据处理的特点，介绍构造一个测量数据处理，测量软件交流以及测量信息收集和处理，发布中心的WEB网站所涉及的方方面面。     

Visibility Analysis with the Multiscale Implicit TIN

Visibility analysis is now a key function of many geographical information systems. It is also one of the most contentious tools, as it is notoriously prone to error. The paper will demonstrate the versatility of the Multiscale Implicit Triangulated Irregular Network (TIN) for the application of intervisibility analysis at multiple resolutions. This approach allows for the integration of three-dimensional (3D) topographic features with the terrain surface. The multiscale TINs are derived from generalising digital contours at a variety of lateral tolerances. The models' performances are evaluated from an extensive field study undertaken in the South Wales valleys. Results suggest that the accuracy of intervisibility analysis is very dependent upon the availability of good quality 3D topographic data. In our study, such data were shown to improve visibility performance by more than 44% over its bare-earth TIN equivalent. Interestingly, generalisation of the TINs had very little effect on visibility performance. In addition, a Monte Carlo approach to sensitivity analysis was found to be detrimental to the accuracy of visibility prediction in the full terrain and topographic models. However, this probable approach can improve intervisibility performance by up to 18% on a bare-earth TIN. The range of these visibility modelling scenarios demonstrate the flexibility of the Multiscale Implicit TIN for digital surface modelling.     

ArcGIS软件在地形分析中的应用

以铜仁市滨江旅游大道为例,介绍利用ArcGIS软件生成TIN的方法。应用结果表明,该方法可以高效地利用现有的纸质地形图和矢量地形图等生成坡度图、坡向图,对地形分析进行量化和分析,并为城市规划、国土整治等行业提供数据依据。该方法不需要投入大量的设备,成本低,速度快,值得大力推广使用。     

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.     

利用STL技术生成TIN模型的算法

STL是采用泛型编程思想设计的类库,其涵盖了常用的数据结构和算法,并且具有跨平台的特点。本文在泛型编程思想和STL库用于TIN构网的算法设计中,有效地将算法与数据结构分离,提高了程序运行的安全性和效率,加强了程序的可维护性及代码的可重用性。     

大钝角剖分与最小二乘法约束迭代算法优化TIN模型研究

TIN模型通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面,就表达地形信息的角度而言,TIN模型的优点是它能以不同层次的分辨率来描述地形表面。但在相关软件对离散数据生成TIN模型时会出现边缘失真现象,特别是当一些离散数据出现凹区域时,凹区域地形逼近失真现象相当明显。而在这些凹区域大多生成的三角网以钝角三角形居多,本文对离散数据TIN模型生成DEM时存在凹区域地形逼近失真现象进行了研究。提出一种大钝角剖分与最小二乘法约束迭代算法优化TIN模型。首先对原始TIN模型中大于100°小于1800的钝角三角形进行遍历记录,然后利用最小二乘法约束迭代算法进行优化,通过此算法优化后的TIN模型生成DEM数据,分别从小区域面积稳定性与剖面拟合实际地形进行了试验与精度对比,试验显示这种算法是可行的。     

用ANUDEM建立水文地貌关系正确DEM的方法研究

针对区域尺度的径流、水土流失定量评价和植被适宜性评价等研究工作需要,利用1∶25万数字地形图和ANUDEM软件,对黄土丘陵区中等分辨率水文地貌关系正确DEM建立方法进行了研究。结果表明该方法所建立的DEM,可以正确反映地貌梁、沟结构及其与流水线网络的关系,对地形描述的能力优于TIN方法建立的DEM;利用ANUDEM和1∶25万地形图插值建立黄土丘陵区DEM的三个主要参数分别为分辨率50或100,计算迭代次数40,第二糙率系数0.8。     

Improving a digital elevation model by reducing source data errors and optimising interpolation algorithm parameters: An example in the Loess Plateau,China

A hydrologically correct digital elevation model (DEM) forms a basis for realistic environmental modelling, especially in complex terrain. We have performed a study in the Coarse Sandy Hilly Catchments (CSHC) of the Loess Plateau, China, which demonstrates pragmatic, yet effective methods for improving the quality of the DEM by: (1) identifying and correcting source topographic data errors and (2) optimising ANUDEM algorithm parameters. Improvement in the DEM based on fixing over 1100 errors in the input topographic data, and optimising key ANUDEM parameters was assessed using higher accuracy independent validation of 32 contributing areas and 1474 spot heights, and by semi-quantitative analysis of DEM derivatives produced from ANUDEM and Triangular Irregular Network (TIN) algorithms. Improvement in the ANUDEM DEM over the original TIN DEM was shown where the percentage of the total absolute difference in contributing areas reduced from 10.43 to 3.51%, and the bias between the spot heights and DEM elevations reduced from 45 to 32 m. Large improvement in DEM quality was gained by using ANUDEM instead of TIN, with smaller improvement gained by fixing source data errors, and optimising ANUDEM parameters.