基于Grid/TIN混合结构的地形实时可视化算法研究
发布时间：2021-01-10 15:18
三维地形可视化作为地理信息系统的重要研究内容,受到越来越多的关注。在传统大范围三维地形可视化系统中通常使用规则格网（Grid）结构的DEM数据来作为地形可视化的基础数据,但由于其数据结构的局限导致对地形特征细节表达效率不高。考虑到不规则三角网（TIN）适合于表达地形局部细节的特征,本文将两者结合,采用Grid/TIN混合数据结构来表达地形信息。三维地形信息的数据量通常比较庞大,受计算机性能的限制,并不能一次将地形数据载入并渲染,需要在保证图形质量的基础上对地形进行简化。传统的单独基于Grid或者TIN的简化算法并不能很好的处理混合地形,为解决这些问题,本文在Grid/TIN融合构建、混合数据的实时动态简化、混合数据的组织与调度等方面进行了研究。本文在以下方面展开了研究:（1）Grid/TIN数据组织和TIN的构建设计了一种Grid/TIN数据融合规则以及混合数据的组织结构,并以地形瓦片作为地形数据的基本划分,设计了一种基于矢量线构建约束TIN的详细实施方法。（2）基于Grid/TIN混合结构的地形实时简化算法本文针对传统的ROAM算法和PM算法处理混合数据的不足,对ROAM简化误差、视...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地形简化算法的研究现状
1.2.2 地形数据调度的研究现状
1.3 主要研究目的、研究内容及技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
1.4 论文的组织结构
1.5 本章小结
2 三维地形可视化理论基础
2.1 三维地形模型表达研究
2.1.1 Grid模型
2.1.2 TIN模型
2.1.3 Grid/TIN混合结构模型
2.1.4 等高线模型
2.2 地形简化技术研究
2.2.1 静态LOD技术
2.2.2 连续动态LOD技术
2.2.3 多分辨率LOD技术
2.3 地形数据的组织与调度研究
2.4 本章小结
3 基于Grid/TIN混合结构的地形简化
3.1 Grid/TIN混合结构地形组织
3.1.1 Grid/TIN融合规则
3.1.2 地形瓦片拓扑关系
3.2 基于矢量线的约束TIN构建
3.3 基于ROAM的Grid地形简化
3.3.1 算法基础
3.3.2 算法改进
3.4 基于PM的TIN地形简化
3.4.1 算法基础
3.4.2 算法改进
3.5 地形裂缝消除
3.5.1 裂缝消除方法
3.5.2 裂缝消除步骤
3.6 本章小结
4 地形场景组织调度及渲染优化
4.1 地形数据外存组织方法
4.1.1 地形数据的外部存储方式
4.1.2 地形数据组织形式
4.2 基于多线程的数据调度方法
4.2.1 分块调度原理
4.2.2 缓冲区的设计
4.2.3 数据的调度方法
4.3 混合地形渲染优化方法
4.3.1 视椎体剪裁
4.3.2 基于VBO的批次渲染
4.4 本章小结
5 实验验证与分析
5.1 实验数据与方法
5.1.1 数据准备
5.1.2 实验方法
5.2 实验的软硬件环境
5.3 实验结果展示与分析
5.3.1 Grid简化算法效果
5.3.2 TIN简化算法效果
5.3.3 裂缝消除效果
5.3.4 总体渲染效果
5.3.5 简化算法效率分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]ROAM动态地形渲染算法的改进[J]. 刘秀玲,陈伟磊,王洪瑞. 计算机工程与应用. 2011(30)
[2]对地观测技术最新进展评述[J]. 林宗坚,李德仁,胥燕婴. 测绘科学. 2011(04)
[3]ROAM算法及其在地形实时渲染中的应用[J]. 马宇博,周明全,耿国华. 微计算机信息. 2008(33)
[4]一种基于不完全四叉树的LOD生成算法[J]. 芮小平. 中国图象图形学报. 2005(09)
[5]一种用于实时可视化的海量地形数据组织与管理方法[J]. 戴晨光,张永生,邓雪清. 系统仿真学报. 2005(02)
[6]地形可视化中快速视区裁剪算法研究[J]. 许妙忠,李德仁. 武汉大学学报(信息科学版). 2004(12)
[7]基于格网划分的海量地形数据三维可视化[J]. 胡金星,马照亭,吴焕萍,潘懋. 计算机辅助设计与图形学学报. 2004(08)
[8]基于DEM库的地表模型实时简化方法[J]. 刘修国,张剑波. 小型微型计算机系统. 2004(02)
[9]大规模地形漫游中的实时LOD算法研究[J]. 金宝轩,边馥苓. 地理与地理信息科学. 2004(01)
[10]ROAM算法原理及其应用研究[J]. 涂超. 辽宁工程技术大学学报. 2003(02)
博士论文
[1]大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究[D]. 张俊峰.武汉大学 2011
[2]面向三维显示的海量地形数据管理及实时交互技术研究[D]. 李德华.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]大规模三维地形数据组织和调度方法研究[D]. 狄超.长春理工大学 2007
[2]网络三维GIS若干技术问题研究[D]. 施加松.解放军信息工程大学 2006
本文编号：2968935
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地形简化算法的研究现状
1.2.2 地形数据调度的研究现状
1.3 主要研究目的、研究内容及技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
1.4 论文的组织结构
1.5 本章小结
2 三维地形可视化理论基础
2.1 三维地形模型表达研究
2.1.1 Grid模型
2.1.2 TIN模型
2.1.3 Grid/TIN混合结构模型
2.1.4 等高线模型
2.2 地形简化技术研究
2.2.1 静态LOD技术
2.2.2 连续动态LOD技术
2.2.3 多分辨率LOD技术
2.3 地形数据的组织与调度研究
2.4 本章小结
3 基于Grid/TIN混合结构的地形简化
3.1 Grid/TIN混合结构地形组织
3.1.1 Grid/TIN融合规则
3.1.2 地形瓦片拓扑关系
3.2 基于矢量线的约束TIN构建
3.3 基于ROAM的Grid地形简化
3.3.1 算法基础
3.3.2 算法改进
3.4 基于PM的TIN地形简化
3.4.1 算法基础
3.4.2 算法改进
3.5 地形裂缝消除
3.5.1 裂缝消除方法
3.5.2 裂缝消除步骤
3.6 本章小结
4 地形场景组织调度及渲染优化
4.1 地形数据外存组织方法
4.1.1 地形数据的外部存储方式
4.1.2 地形数据组织形式
4.2 基于多线程的数据调度方法
4.2.1 分块调度原理
4.2.2 缓冲区的设计
4.2.3 数据的调度方法
4.3 混合地形渲染优化方法
4.3.1 视椎体剪裁
4.3.2 基于VBO的批次渲染
4.4 本章小结
5 实验验证与分析
5.1 实验数据与方法
5.1.1 数据准备
5.1.2 实验方法
5.2 实验的软硬件环境
5.3 实验结果展示与分析
5.3.1 Grid简化算法效果
5.3.2 TIN简化算法效果
5.3.3 裂缝消除效果
5.3.4 总体渲染效果
5.3.5 简化算法效率分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]ROAM动态地形渲染算法的改进[J]. 刘秀玲,陈伟磊,王洪瑞. 计算机工程与应用. 2011(30)
[2]对地观测技术最新进展评述[J]. 林宗坚,李德仁,胥燕婴. 测绘科学. 2011(04)
[3]ROAM算法及其在地形实时渲染中的应用[J]. 马宇博,周明全,耿国华. 微计算机信息. 2008(33)
[4]一种基于不完全四叉树的LOD生成算法[J]. 芮小平. 中国图象图形学报. 2005(09)
[5]一种用于实时可视化的海量地形数据组织与管理方法[J]. 戴晨光,张永生,邓雪清. 系统仿真学报. 2005(02)
[6]地形可视化中快速视区裁剪算法研究[J]. 许妙忠,李德仁. 武汉大学学报(信息科学版). 2004(12)
[7]基于格网划分的海量地形数据三维可视化[J]. 胡金星,马照亭,吴焕萍,潘懋. 计算机辅助设计与图形学学报. 2004(08)
[8]基于DEM库的地表模型实时简化方法[J]. 刘修国,张剑波. 小型微型计算机系统. 2004(02)
[9]大规模地形漫游中的实时LOD算法研究[J]. 金宝轩,边馥苓. 地理与地理信息科学. 2004(01)
[10]ROAM算法原理及其应用研究[J]. 涂超. 辽宁工程技术大学学报. 2003(02)
博士论文
[1]大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究[D]. 张俊峰.武汉大学 2011
[2]面向三维显示的海量地形数据管理及实时交互技术研究[D]. 李德华.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]大规模三维地形数据组织和调度方法研究[D]. 狄超.长春理工大学 2007
[2]网络三维GIS若干技术问题研究[D]. 施加松.解放军信息工程大学 2006
本文编号：2968935
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