基于Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)的地形實(shí)時(shí)可視化算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-10 15:18
三維地形可視化作為地理信息系統(tǒng)的重要研究?jī)?nèi)容,受到越來越多的關(guān)注。在傳統(tǒng)大范圍三維地形可視化系統(tǒng)中通常使用規(guī)則格網(wǎng)(Grid)結(jié)構(gòu)的DEM數(shù)據(jù)來作為地形可視化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),但由于其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的局限導(dǎo)致對(duì)地形特征細(xì)節(jié)表達(dá)效率不高?紤]到不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)適合于表達(dá)地形局部細(xì)節(jié)的特征,本文將兩者結(jié)合,采用Grid/TIN混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達(dá)地形信息。三維地形信息的數(shù)據(jù)量通常比較龐大,受計(jì)算機(jī)性能的限制,并不能一次將地形數(shù)據(jù)載入并渲染,需要在保證圖形質(zhì)量的基礎(chǔ)上對(duì)地形進(jìn)行簡(jiǎn)化。傳統(tǒng)的單獨(dú)基于Grid或者TIN的簡(jiǎn)化算法并不能很好的處理混合地形,為解決這些問題,本文在Grid/TIN融合構(gòu)建、混合數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)化、混合數(shù)據(jù)的組織與調(diào)度等方面進(jìn)行了研究。本文在以下方面展開了研究:(1)Grid/TIN數(shù)據(jù)組織和TIN的構(gòu)建設(shè)計(jì)了一種Grid/TIN數(shù)據(jù)融合規(guī)則以及混合數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu),并以地形瓦片作為地形數(shù)據(jù)的基本劃分,設(shè)計(jì)了一種基于矢量線構(gòu)建約束TIN的詳細(xì)實(shí)施方法。(2)基于Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)的地形實(shí)時(shí)簡(jiǎn)化算法本文針對(duì)傳統(tǒng)的ROAM算法和PM算法處理混合數(shù)據(jù)的不足,對(duì)ROAM簡(jiǎn)化誤差、視...
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 地形簡(jiǎn)化算法的研究現(xiàn)狀
1.2.2 地形數(shù)據(jù)調(diào)度的研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究目的、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究?jī)?nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
1.5 本章小結(jié)
2 三維地形可視化理論基礎(chǔ)
2.1 三維地形模型表達(dá)研究
2.1.1 Grid模型
2.1.2 TIN模型
2.1.3 Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)模型
2.1.4 等高線模型
2.2 地形簡(jiǎn)化技術(shù)研究
2.2.1 靜態(tài)LOD技術(shù)
2.2.2 連續(xù)動(dòng)態(tài)LOD技術(shù)
2.2.3 多分辨率LOD技術(shù)
2.3 地形數(shù)據(jù)的組織與調(diào)度研究
2.4 本章小結(jié)
3 基于Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)的地形簡(jiǎn)化
3.1 Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)地形組織
3.1.1 Grid/TIN融合規(guī)則
3.1.2 地形瓦片拓?fù)潢P(guān)系
3.2 基于矢量線的約束TIN構(gòu)建
3.3 基于ROAM的Grid地形簡(jiǎn)化
3.3.1 算法基礎(chǔ)
3.3.2 算法改進(jìn)
3.4 基于PM的TIN地形簡(jiǎn)化
3.4.1 算法基礎(chǔ)
3.4.2 算法改進(jìn)
3.5 地形裂縫消除
3.5.1 裂縫消除方法
3.5.2 裂縫消除步驟
3.6 本章小結(jié)
4 地形場(chǎng)景組織調(diào)度及渲染優(yōu)化
4.1 地形數(shù)據(jù)外存組織方法
4.1.1 地形數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)方式
4.1.2 地形數(shù)據(jù)組織形式
4.2 基于多線程的數(shù)據(jù)調(diào)度方法
4.2.1 分塊調(diào)度原理
4.2.2 緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)
4.2.3 數(shù)據(jù)的調(diào)度方法
4.3 混合地形渲染優(yōu)化方法
4.3.1 視椎體剪裁
4.3.2 基于VBO的批次渲染
4.4 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與方法
5.1.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
5.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.2 實(shí)驗(yàn)的軟硬件環(huán)境
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示與分析
5.3.1 Grid簡(jiǎn)化算法效果
5.3.2 TIN簡(jiǎn)化算法效果
5.3.3 裂縫消除效果
5.3.4 總體渲染效果
5.3.5 簡(jiǎn)化算法效率分析
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ROAM動(dòng)態(tài)地形渲染算法的改進(jìn)[J]. 劉秀玲,陳偉磊,王洪瑞. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2011(30)
[2]對(duì)地觀測(cè)技術(shù)最新進(jìn)展評(píng)述[J]. 林宗堅(jiān),李德仁,胥燕嬰. 測(cè)繪科學(xué). 2011(04)
[3]ROAM算法及其在地形實(shí)時(shí)渲染中的應(yīng)用[J]. 馬宇博,周明全,耿國(guó)華. 微計(jì)算機(jī)信息. 2008(33)
[4]一種基于不完全四叉樹的LOD生成算法[J]. 芮小平. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2005(09)
[5]一種用于實(shí)時(shí)可視化的海量地形數(shù)據(jù)組織與管理方法[J]. 戴晨光,張永生,鄧雪清. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2005(02)
[6]地形可視化中快速視區(qū)裁剪算法研究[J]. 許妙忠,李德仁. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2004(12)
[7]基于格網(wǎng)劃分的海量地形數(shù)據(jù)三維可視化[J]. 胡金星,馬照亭,吳煥萍,潘懋. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2004(08)
[8]基于DEM庫(kù)的地表模型實(shí)時(shí)簡(jiǎn)化方法[J]. 劉修國(guó),張劍波. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2004(02)
[9]大規(guī)模地形漫游中的實(shí)時(shí)LOD算法研究[J]. 金寶軒,邊馥苓. 地理與地理信息科學(xué). 2004(01)
[10]ROAM算法原理及其應(yīng)用研究[J]. 涂超. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(02)
博士論文
[1]大規(guī)模地形實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)多分辨率顯示關(guān)鍵算法研究[D]. 張俊峰.武漢大學(xué) 2011
[2]面向三維顯示的海量地形數(shù)據(jù)管理及實(shí)時(shí)交互技術(shù)研究[D]. 李德華.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]大規(guī)模三維地形數(shù)據(jù)組織和調(diào)度方法研究[D]. 狄超.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2007
[2]網(wǎng)絡(luò)三維GIS若干技術(shù)問題研究[D]. 施加松.解放軍信息工程大學(xué) 2006
本文編號(hào):2968935
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 地形簡(jiǎn)化算法的研究現(xiàn)狀
1.2.2 地形數(shù)據(jù)調(diào)度的研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究目的、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究?jī)?nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
1.5 本章小結(jié)
2 三維地形可視化理論基礎(chǔ)
2.1 三維地形模型表達(dá)研究
2.1.1 Grid模型
2.1.2 TIN模型
2.1.3 Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)模型
2.1.4 等高線模型
2.2 地形簡(jiǎn)化技術(shù)研究
2.2.1 靜態(tài)LOD技術(shù)
2.2.2 連續(xù)動(dòng)態(tài)LOD技術(shù)
2.2.3 多分辨率LOD技術(shù)
2.3 地形數(shù)據(jù)的組織與調(diào)度研究
2.4 本章小結(jié)
3 基于Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)的地形簡(jiǎn)化
3.1 Grid/TIN混合結(jié)構(gòu)地形組織
3.1.1 Grid/TIN融合規(guī)則
3.1.2 地形瓦片拓?fù)潢P(guān)系
3.2 基于矢量線的約束TIN構(gòu)建
3.3 基于ROAM的Grid地形簡(jiǎn)化
3.3.1 算法基礎(chǔ)
3.3.2 算法改進(jìn)
3.4 基于PM的TIN地形簡(jiǎn)化
3.4.1 算法基礎(chǔ)
3.4.2 算法改進(jìn)
3.5 地形裂縫消除
3.5.1 裂縫消除方法
3.5.2 裂縫消除步驟
3.6 本章小結(jié)
4 地形場(chǎng)景組織調(diào)度及渲染優(yōu)化
4.1 地形數(shù)據(jù)外存組織方法
4.1.1 地形數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)方式
4.1.2 地形數(shù)據(jù)組織形式
4.2 基于多線程的數(shù)據(jù)調(diào)度方法
4.2.1 分塊調(diào)度原理
4.2.2 緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)
4.2.3 數(shù)據(jù)的調(diào)度方法
4.3 混合地形渲染優(yōu)化方法
4.3.1 視椎體剪裁
4.3.2 基于VBO的批次渲染
4.4 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與方法
5.1.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
5.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.2 實(shí)驗(yàn)的軟硬件環(huán)境
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示與分析
5.3.1 Grid簡(jiǎn)化算法效果
5.3.2 TIN簡(jiǎn)化算法效果
5.3.3 裂縫消除效果
5.3.4 總體渲染效果
5.3.5 簡(jiǎn)化算法效率分析
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ROAM動(dòng)態(tài)地形渲染算法的改進(jìn)[J]. 劉秀玲,陳偉磊,王洪瑞. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2011(30)
[2]對(duì)地觀測(cè)技術(shù)最新進(jìn)展評(píng)述[J]. 林宗堅(jiān),李德仁,胥燕嬰. 測(cè)繪科學(xué). 2011(04)
[3]ROAM算法及其在地形實(shí)時(shí)渲染中的應(yīng)用[J]. 馬宇博,周明全,耿國(guó)華. 微計(jì)算機(jī)信息. 2008(33)
[4]一種基于不完全四叉樹的LOD生成算法[J]. 芮小平. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2005(09)
[5]一種用于實(shí)時(shí)可視化的海量地形數(shù)據(jù)組織與管理方法[J]. 戴晨光,張永生,鄧雪清. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2005(02)
[6]地形可視化中快速視區(qū)裁剪算法研究[J]. 許妙忠,李德仁. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2004(12)
[7]基于格網(wǎng)劃分的海量地形數(shù)據(jù)三維可視化[J]. 胡金星,馬照亭,吳煥萍,潘懋. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2004(08)
[8]基于DEM庫(kù)的地表模型實(shí)時(shí)簡(jiǎn)化方法[J]. 劉修國(guó),張劍波. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2004(02)
[9]大規(guī)模地形漫游中的實(shí)時(shí)LOD算法研究[J]. 金寶軒,邊馥苓. 地理與地理信息科學(xué). 2004(01)
[10]ROAM算法原理及其應(yīng)用研究[J]. 涂超. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(02)
博士論文
[1]大規(guī)模地形實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)多分辨率顯示關(guān)鍵算法研究[D]. 張俊峰.武漢大學(xué) 2011
[2]面向三維顯示的海量地形數(shù)據(jù)管理及實(shí)時(shí)交互技術(shù)研究[D]. 李德華.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]大規(guī)模三維地形數(shù)據(jù)組織和調(diào)度方法研究[D]. 狄超.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2007
[2]網(wǎng)絡(luò)三維GIS若干技術(shù)問題研究[D]. 施加松.解放軍信息工程大學(xué) 2006
本文編號(hào):2968935
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