三維地形可視化技術(shù)作為三維地理信息系統(tǒng)（3D GIS）的重要研究方向之一,受到人們的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)大規(guī)模地形可視化系統(tǒng)通常采用規(guī)則格網(wǎng)（GRID）結(jié)構(gòu)的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model）為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)表達(dá)三維地形,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單但表達(dá)精度受地形特征影響較大,表達(dá)結(jié)果具有削峰填谷的“平滑”特征。而不規(guī)則格網(wǎng)模型（Triangulated Irregular Networks）可以保留地形特征,彌補(bǔ)規(guī)則格網(wǎng)的不足。由于大范圍三維地形數(shù)據(jù)量龐大以及計(jì)算機(jī)硬件性能的制約,三維可視化時較難將地形數(shù)據(jù)一次性載入內(nèi)存并參與渲染。與此同時,隨著高性能計(jì)算軟硬件的發(fā)展,并行計(jì)算技術(shù)為大范圍地形可視化提供了新的軟硬件技術(shù)基礎(chǔ)�；谝陨媳尘�,本文對于大范圍的、具有高精度要求的地形三維可視化,采用嵌入矢量特征數(shù)據(jù)的不規(guī)則格網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與規(guī)則格網(wǎng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合進(jìn)行表達(dá)。以具有多核CPU與高性能計(jì)算GPU的計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)平臺,從大規(guī)�；旌系匦螖�(shù)據(jù)的實(shí)時動態(tài)簡化算法、地形的并行渲染方法以及混合地形場景的組織調(diào)度方法等方面出發(fā)進(jìn)行了探討與研究。研究內(nèi)容和主要成果包括以下幾個方面:1)GRID/TIN混... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其分析
        1.2.1 地形簡化方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 地形并行渲染研究現(xiàn)狀
        1.2.3 地形數(shù)據(jù)組織與調(diào)度研究現(xiàn)狀
        1.2.4 研究現(xiàn)狀分析
    1.3 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 擬解決的關(guān)鍵問題
    1.4 研究方法和技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
第二章 大規(guī)模三維混合地形并行可視化基本原理與方法
    2.1 地形LOD技術(shù)基本原理與方法
    2.2 CPU與GPU并行計(jì)算架構(gòu)
        2.2.1 多核CPU并行計(jì)算架構(gòu)
        2.2.2 眾核GPU并行計(jì)算架構(gòu)
        2.2.3 CPU架構(gòu)與GPU架構(gòu)對比
    2.3 三維地形數(shù)據(jù)組織與調(diào)度
    2.4 本章小結(jié)
第三章 GRID/TIN混合地形并行簡化方法
    3.1 GRID/TIN混合地形組織結(jié)構(gòu)
        3.1.1 GRID/TIN融合數(shù)據(jù)
        3.1.2 地形瓦片拓?fù)潢P(guān)系的構(gòu)建
    3.2 基于ROAM的GRID地形并行簡化方法
        3.2.1 算法概述
        3.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        3.2.3 誤差控制
        3.2.4 裂縫處理
        3.2.5 算法并行化分析
        3.2.6 算法實(shí)現(xiàn)過程
    3.3 基于PM的TIN地形并行簡化方法
        3.3.1 算法概述
        3.3.2 PM算法詳述
        3.3.3 折疊代價計(jì)算
        3.3.4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        3.3.5 算法改進(jìn)
        3.3.6 算法并行化分析
        3.3.7 算法實(shí)現(xiàn)流程
    3.4 裂縫消除
    3.5 本章小結(jié)
第四章 GRID/TIN混合地形場景組織調(diào)度與并行加速渲染方法
    4.1 地形數(shù)據(jù)外存組織方法
        4.1.1 地形數(shù)據(jù)外存方法
        4.1.2 地形數(shù)據(jù)組織方法
    4.2 基于CPU多線程的并行數(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)設(shè)計(jì)
        4.2.3 多線程數(shù)據(jù)調(diào)度
    4.3 基于CUDA的光照并行計(jì)算加速
        4.3.1 光照計(jì)算原理
        4.3.2 GPU光照并行計(jì)算加速
    4.4 地形渲染方法
        4.4.1 視錐體剪裁
        4.4.2 基于OpenGL的并行渲染架構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)方法與環(huán)境
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
    5.2 實(shí)驗(yàn)可視化效果展示與效率分析
        5.2.1 GRID簡化效果與并行效果分析
        5.2.2 TIN簡化效果與并行效果分析
        5.2.3 裂縫消除與視錐體剪裁效果展示
        5.2.4 光照效果與并行效率分析
        5.2.5 總體渲染效果與分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]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：3663123