【摘要】：三維地形可視化是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)對地理信息中的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化建模,并使用紋理、光照等增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),逼真地復(fù)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的地形場景的技術(shù)。三維地形可視化是三維地理信息系統(tǒng)中的一個(gè)重要的研究課題,在國防建設(shè)、交通規(guī)劃、游戲開發(fā)等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和移動(dòng)設(shè)備的普及,移動(dòng)設(shè)備正在改變?nèi)藗冊L問互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式。移動(dòng)設(shè)備性能的快速提升,使基于移動(dòng)設(shè)備的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)成為可能,基于移動(dòng)平臺(tái)的地形可視化研究及應(yīng)用已成為新的發(fā)展趨勢。本文針對大范圍地形地類數(shù)據(jù)的三維可視化問題,研究了基于DEM數(shù)據(jù)的地形簡化技術(shù)和地形多分辨率繪制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了地形地類在移動(dòng)平臺(tái)的三維的可視化；對土地利用現(xiàn)狀圖地類圖斑的三維建模技術(shù)進(jìn)行研究,提出一種快速構(gòu)建地類三維模型的方法。論文主要工作如下：(1)設(shè)計(jì)了一種基于四叉樹結(jié)構(gòu)的地形簡化算法。針對地形繪制效率低的問題,設(shè)計(jì)了基于四叉樹結(jié)構(gòu)的地形精簡算法,有效地減少地形模型數(shù)據(jù)規(guī)模,提高了地形繪制效率。對地形的地形簡化算法的節(jié)點(diǎn)評價(jià)方法進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)在地形精簡的同時(shí),保證了地形的可視化效果；對多分辨率模型裂隙修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行研究,解決了地形渲染時(shí)空間連續(xù)性的問題。(2)提出一種基于外存的地形數(shù)據(jù)組織方法。結(jié)合數(shù)據(jù)壓縮算法和地形簡化算法,提出一種基于高度圖金字塔的地形數(shù)據(jù)組織調(diào)度方法,對地形數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,減少外存到內(nèi)存數(shù)據(jù)調(diào)度量,并采用保持文件索引的方式,實(shí)現(xiàn)大地形文件的局部數(shù)據(jù)快速訪問。(3)提出一種基于二維土地利用現(xiàn)狀地類圖斑和DEM數(shù)據(jù)構(gòu)建地類三維模型的技術(shù)方法。研究紋理映射技術(shù)和矢量柵格化技術(shù),通過二維矢量數(shù)據(jù)和三維地形模型數(shù)據(jù)融合的方式,實(shí)現(xiàn)了地類三維可視化。并進(jìn)一步對地類圖斑三維模型快速構(gòu)建技術(shù)進(jìn)行研究,提出了一種構(gòu)建地類三維模型的技術(shù)方法,在現(xiàn)有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上快速實(shí)現(xiàn)地類圖斑三維模型構(gòu)建�；谝陨霞夹g(shù)研究成果,結(jié)合工程軟件開發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)并開發(fā)Android三維地形地類可視化軟件,實(shí)現(xiàn)了地形地類的三維可視化,經(jīng)測試軟件三維畫面渲染流暢,交互效果良好。
文內(nèi)圖片：
圖片說明：圖２－１體模型和面模型逡逑
[Abstract]:3D terrain visualization is a technology that uses computer graphics technology to visually model the terrain data in geographical information, and uses texture, lighting and other augmented reality techniques to reproduce the terrain scene in the real world realistically. 3D terrain visualization is an important research topic in 3D GIS, which has important application value in national defense construction, traffic planning, game development and other fields. With the rapid development of mobile Internet and the popularity of mobile devices, mobile devices are changing the way people access Internet services. With the rapid improvement of the performance of mobile devices, the realization of augmented reality and virtual reality based on mobile devices has become possible. The research and application of terrain visualization based on mobile platform has become a new development trend. In this paper, aiming at the problem of 3D visualization of large-scale terrain and ground data, the terrain simplification technology and terrain multi-resolution rendering technology based on DEM data are studied, and the 3D visualization of terrain class in mobile platform is realized, the 3D modeling technology of land use status map is studied, and a method of constructing land class 3D model quickly is put forward. The main work of this paper is as follows: (1) A terrain simplification algorithm based on quadtree structure is designed. In order to solve the problem of low efficiency of terrain rendering, a terrain simplification algorithm based on quadtree structure is designed, which can effectively reduce the data scale of terrain model and improve the efficiency of terrain rendering. The node evaluation method of terrain simplification algorithm is studied to ensure the visualization effect of terrain while the terrain is simplified. The crack repair technology of multi-resolution model is studied to solve the problem of spatial continuity in terrain rendering. (2) A terrain data organization method based on external memory is proposed. Combined with data compression algorithm and terrain simplification algorithm, a terrain data organization and scheduling method based on height map pyramid is proposed, which compresses terrain data, reduces the measurement of external memory data adjustment, and realizes fast access to local data of large terrain files by maintaining file index. (3) A technical method of constructing ground-like 3D model based on 2D land use status terrain spot and DEM data is proposed. Texture mapping technology and vector rasterization technology are studied. Three-dimensional visualization of ground class is realized by fusion of two-dimensional vector data and three-dimensional terrain model data. Furthermore, the rapid construction technology of land-like spot 3D model is studied, and a technical method of constructing ground-like 3D model is put forward, and the 3D model construction of ground-like spot is realized quickly on the basis of the existing data. Based on the above technical research results, combined with the engineering software development technology, the Android 3D terrain visualization software is designed and developed, and the 3D visualization of the terrain class is realized. The 3D picture rendering of the test software is smooth and the interaction effect is good.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P208;TP391.41

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本文編號：2511323