基于LOD的三维地形与地物模型的集成方法研究

发布时间：2018-01-25 03:08

本文关键词： 三维数字地形地物模型集成方法 LOD 地形复杂度　出处：《兰州交通大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：地理信息的三维可视化技术就可视化对象分为三维地形可视化与三维实景地物可视化随着虚拟现实技术三维仿真技术以及计算机视觉技术的快速发展，产生了结合地形与地物景观为一体的虚拟地理环境技术其旨在三维地形可视化环境中以最大真实程度来模拟人类生存的周边环境随着三维虚拟地理环境的不断发展进步，三维地理信息也面临着许多瓶颈性的挑战，三维地形与地物模型的高精度集成是其中一个重要方面由于三维地形数据与三维地物数据往往是在异构的环境中生成，从而具备不同的数据格式不同的地理信息参数，与此同时由于数字地形本身仅是插值产生的模拟地形表面，与真实的地表形态相比，存在一定的误差因此在模拟地形与真实的地物信息数据集成显示时，会产生不匹配的效果这些不匹配的效果在三维虚拟地理环境中常表现为，地物模型往往没有在其正确的地理位置显示，或漂浮于空中，或深陷于地下为解决以上问题，满足三维地理信息在可视化信息查询定位等应用中对高数据精度的要求，本文对三维地形与地物的集成方法进行了研究同时，为满足现代化海量数据的快速处理需求，引入了细节层次技术τLevel of Detail, LODυ 本文基于LOD相关算法，，利用Open Scene GraphτOSGυ三维视景仿真技术作为基础编程平台，对已有的地形简化算法地形地物集成方法进行了综述与分析，针对已有地形LOD构建算法以及地形地物集成方法中的不足，本文做了三方面的研究首先，为解决在不同地形LOD模型中均加载精细地物模型而导致可视化效率低的问题，本文提供了基于地物简化的快速加载与展示方法，根据地物模型不同的几何特征，设计了在不同的地形LOD层级范围内，地物模型的简化展示方案，主要包括独立于地形的点状特征地物模型依赖于地形线状或面状特征地物模型独立于地形的面状特征地物模型以及具有动态属性的地物模型其次，研究基于不规则三角网与规则格网两种不同的地形组织方式下，三维地形建模与地形LOD模型构建算法，提出基于地形特征点的地形简化算法考虑地形复杂度的地形LOD模型调度算法，提高了地形简化的精度的同时，加快了地形可视化效率最后重点研究了基于不规则三角网与规则格网两种不同的地形数据组织方式下，地物与地形的集成方法，主要包括，独立于地形的点状地物线状地物依赖于地形的面状地物独立于地形的建筑物模型以及动态地物模型与地形实时的集成方法研究在以上的研究内容中，基于已有的研究基础，本文突出展现在设计了基于地物几何特征的地物模型简化方案，提出了基于地形特征点的地形简化算法以及基于地形复杂度的地形LOD模型调度算法，并结合地形的动态调度机制实现地形与地物的动态集成与此同时，本文系统研究了基于LOD动态调度机制下，不规则三角网地形模型与不同地物模型集成算法的优化，以及对规则格网地形模型与不同表现形态的地物模型的集成算法的创新与改进最后经过实验分析，说明本文的改进算法不仅满足了三维集成的精度要求与可视化的仿真要求，而且具有一定的稳定性与实用性
[Abstract]:The three - dimensional visualization technology of geographic information is divided into three - dimensional terrain visualization and three - dimensional real - view terrain visualization . With the rapid development of virtual reality technology 3D simulation technology and computer vision technology , the virtual geographic environment technology combining the terrain and the terrain landscape is generated , which is designed to simulate the surrounding environment of human existence in a three - dimensional terrain visualization environment . With the development of three - dimensional virtual geographic environment , three - dimensional geographic information is faced with many bottleneck challenges , and the high - precision integration of three - dimensional terrain and terrain model is one of the important aspects . In this paper , based on LOD correlation algorithm , this paper summarizes and analyzes the existing terrain simplification algorithm terrain terrain integration method based on the three - dimensional scene simulation technology of Open Scene Graph 蟿 OSG . Based on the existing research foundation , based on the existing research foundation , this paper presents a simplified scheme of terrain simplification based on terrain feature points , proposes a terrain simplification algorithm based on terrain feature points and terrain LOD model scheduling algorithm based on terrain complexity , and realizes the dynamic integration of the terrain and the figure based on the dynamic scheduling mechanism of the terrain , Based on the LOD dynamic scheduling mechanism , the optimization of the integration algorithm of irregular triangular mesh terrain model and different terrain models is studied , and the innovation and improvement of the integration algorithm of the regular grid terrain model and the terrain model with different performance forms are analyzed . The improved algorithm of this paper not only meets the precision requirement and the visualization simulation requirement of the three - dimensional integration , but also has certain stability and practicability .

【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P208

【参考文献】