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。     

大规模3维地形管理关键技术研究

阐述了构建大规模3维地形模型的关键技术,包括地形分块技术、地形层次细节构建、可见性剔除和基于视点的渲染技术。为了提高绘制的帧率,实现大规模3维地形漫游系统显示的平滑和连续,本文采用了基于四叉树结构的地形的连续多分辨率渲染;在考虑视点和地形粗糙度的基础上,设计了一种合理的节点评价系统;提出了限定四叉树的三角网剖分方法,有效消除了不同分辨率节点间的裂缝。实验结果表明,在保证地形真实感的前提下,这些技术实现3维地形显示可以获得较好的图形质量和显示速度。     

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。     

广义残差地形模型及其在局部重力场逼近中的应用

研究了残差地形模型中的非调和性问题,比较了基于棱柱体和球冠体的积分模型,提出了基于球冠体积分的广义残差地形模型。以泊松小波径向基函数为构造基函数,结合广义残差地形模型,融合多源实测重力数据构建了局部区域重力场模型。研究结果表明:基于棱柱体积分的残差地形模型精度较低,在山区可能引入毫伽级以上的误差,建议采用更为接近真实地形表面的球冠体积分模型。相比于原始的残差地形模型,基于球冠体积分的广义残差地形模型能更为精确地逼近局部重力场模型中地形因素引起的高频效应。     

四叉树结构在数字图像分割中的应用

本文讨论了四叉树的基本概念、图像的四叉树表示以及四叉树结构在计算机中的实现；给出了用这种算法实现分裂与合并算法的步骤。实验表明，把四叉树结构引入图像分割，收到了较好的效果。     

基于多分辨率半边的全球多尺度地形无缝建模

正随着空间数据采集技术的飞速发展和全球经济一体化的不断深入,许多应用领域越来越频繁地使用大范围(甚至全球)高分辨率地形数据进行分析决策。但是,受当前的计算机硬件限制,为了提高显示效率并实现DEM数据的无缝绘制和渲染,需要在保证地形精度的前提下进行DEM格网简化,即构建多分辨率DEM表达模型。以传统四叉树结构或二叉树结构作为多分辨率格网的剖分结构,不可避免在相邻不同分辨率DEM格网之间产生     

一种视相关多分辨率模型及其在地形绘制中的应用

介绍了地形模型的多分辨率表示方法,提出了一种基于四叉树的多分辨率地形模型.在该模型中,采用了一种新的与视点相依赖的动态误差度量准则,对四叉树地形模型的拼接缝消除算法进行了改进.实验结果表明该模型能实现地形场景的实时浏览,提高地形场景的绘制效率.     

静态多分辨率层次模型技术的研究与实践

在研究瓦片金字塔与图像压缩技术的前提下,基于线性四叉树结构,采用重采样、分层分块的方法构建了海量栅格静态多分辨率层次模型,并以该模型为基础设计实现了一个Web3DGIS平台。实验证明,该平台能够满足海量地形及影像数据的实时三维可视化要求。     

一种高阶Delaunay三角网生成算法

Delaunay三角剖分是构建数字地形模型的有效方法,但是该方法可能产生人工大坝和局部极小问题,使得地形模型不能很好地反映原始地形的真实面貌。本文在Delaunay三角网的基础上引入了高阶Delaunay三角网,并给出了一种高阶Delaunay三角网生成算法。实验表明,高阶Delaunay三角网能够有效地减少地形的局部极小数量,是建立数字高程模型的一种新方法。因此,采用高阶Delaunay三角网建立的地形模型更接近于实际地形。     

一种视相关多分辨率模型及其在地形绘制中的应用

介绍了地形模型的多分辨率表示方法，提出了一种基于四叉树的多分辨率地形模型。在该模型中，采用了一种新的与视点相依赖的动态误差度量准则，对四叉树地形模型的拼接缝消除算法进行了改进，实验结果表明该模型能实现地形场景的实时游览，提高地形场景的绘制效率。     

基于QTM的全球地形自适应可视化模型

实时逼真地可视化表达整个地球表面,是地学及空间信息等学科研究的重点问题之一。作者以球面四元三角网(QTM)为基础,构建了全球地形可视化模型,提出一套基于菱形块四叉树的DEM分块组织结构及相应的动态调用方法,并根据地形特征,建立DEM数据块的层次三角网自适应简化准则。最后应用GTOPO30全球地形数据进行相关实验与分析。     

海量地形数据实时可视化技术研究

针对海量地形数据实时可视化,提出了一种瓦片金字塔模型和线性四叉树索引相结合的地形数据管理模式,利用视景体裁剪和基于分辨率测试的目标瓦片快速搜索算法,实现了地形数据的实时装载,采用基于动态二叉树构网的方法,实现了地形数据的实时绘制.     

网络环境下全球地形数据组织

阐述了地理信息系统空间数据库的发展,分析了全球地形数据管理对数据组织结构的要求和数据高效索引的需求。在此基础上提出了适合于网络环境下地理信息系统中海量地形数据管理以及全球地形环境构建的多分辨率四叉树金字塔地形数据管理模型,并阐述了其中涉及到的主要技术问题的解决方案。     

实时交互的多分辨率地形模型

实现了一种基于视点的实时交互的多分辨率地形模型，在数据结构、空间连续性、时间连续性、视景体裁剪、扇形绘制和纹理映射等方面详细讨论了该模型实现的技术细节。试验表明，该算法简单、有效，大大加快了图形显示速度，并节约了内存空间。     

退化四叉树格网的全球多分辨率DEM无缝表达

为了实现全球多分辨率地形快速、高效模拟与可视化表达,本文探讨了基于球面退化四叉树的全球多分辨率DEM无缝建模方法,主要内容包括：提出了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）、四叉树块间、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实验系统,结果表明：该模型方法实现了全球多分辨率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）。     

一种四叉树和测地线活动轮廓模型相结合的海陆影像分割方法

海陆影像分割对于后续的海岸线提取、潮间带地形反演、海岸演化状况分析等都具有十分重要的意义。本文在分析了四叉树、测地线活动轮廓(GAC)模型和Canny边缘检测算子等在海陆影像分割中优缺点的基础上,提出了一种四叉树、Canny算子和GAC模型相结合的海陆影像分割方法。该方法综合利用上述各方法的优点,将Canny算子边缘检测结果融入到基于四叉树初分割的GAC模型中,重构边界停止函数,演化水平集方程,实现海陆影像分割。试验结果表明,该方法具有海陆影像分割速度快、精度高、可靠性强和自动化程度高等优点,对于弱边缘以及严重凹陷边缘,都能实现自动和准确分割。     

基于线性四叉树结构的Voronoi图反向膨胀生成方法

提出一种基于线性四叉树结构并顾及矢量与栅格计算性质的Voronoi图生成方法,其核心思想是利用线性四又树结构以减小空间剖分所产生的空间复杂度,改变膨胀模拟操作的计算方向以减小时间复杂度。讨论了基于数学形态学的反向膨胀计算模型及推理出基于该计算模型的几个优化计算性质。实验验证,这种方法能够有效地平衡时空复杂度,并且易于求取邻元,其时间复杂度小于均匀格网结构与常规四叉树结构。一般情况下,空间复杂度小于均匀格网结构。     

基于空间数据库VRGIS的研究与应用

结合空间数据库、GIS、计算机图形学、RS等技术构建了虚拟现实地理信息系统。通过研究地形数据的生成及空间数据库的存储管理,实现了遥感影像的自动配准及无缝拼接;基于四叉树的LOD算法、地形节点评价系统、动态调度及大规模纹理映射等技术的研究,实现了地形数据的3维可视化;提出了自适应特征数据覆盖渲染算法,将2维GIS特征数据覆盖叠加到所创建的3维模型上,构建了虚拟现实环境。该系统成功应用于胜利油田,实现了地下油田的虚拟现实3维可视化,具有一定的理论价值和现实意义。     

A fast quadtree‐based terrain crack locating method that accounts for adjacency relationships

The repair of terrain cracks is an important process in multi‐resolution three‐dimensional terrain visualization, and rapid and accurate pinpointing of cracks between terrain blocks is of the utmost importance for this process. The existing quadtree‐based crack locating methods are generally slow and inefficient, as they require the traversal of terrain quadtrees to locate terrain cracks. In this research, we propose a fast quadtree‐based terrain crack locating method that accounts for adjacency information. First, terrain quadtrees are constructed that contain information regarding adjacency relationships. Second, dynamic updating is performed for terrain quadtrees and their adjacency information. Finally, terrain cracks are located by using the adjacencies of the quadtree nodes. This proposed method was experimentally validated via the terrain data of a mountainous region in Sichuan Province. The experimental results indicate that the proposed method can be used to efficiently and accurately locate terrain cracks with a strong performance in practical applications.