复杂三维地形的三角网格化与传输方法研究

发布时间：2017-04-14 03:06

  本文关键词：复杂三维地形的三角网格化与传输方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着地质行业、GIS、遥感等领域的发展和数字地球、三维地学等技术的普及,空间数据的精度和质量逐步提升。一方面,人们对空间数据的需求在不断增加,在各个领域的工作和生活中对空间数据的应用渐趋广泛,数据的共享形式更加灵活,网络传输成为必不可少的途径；另一方面,野外地质采集、遥感数据采集等数据来源导致了空间数据量的迅速增加,这也为数据的使用效率提出了更高的要求。同时,基于计算机图形学、虚拟现实等相关技术领域的发展,人们在可视化方面的需求已不再局限在二维空间,对三维数据的需求也扩展到GIS领域,三维空间数据的可视化和网络传输功能成为重要的研究内容。目前常用的三维数据建模方法多种多样,针对不同类型的三维数据有不同的选择,没有统一的方法；而三维数据的渐进传输成为网络传输中被广泛认可的方法,但受限于网络带宽的影响仍无法达到十分灵活的效果。为实现三维地形的应用研究,本文从采集到的复杂地形表面的离散点三维坐标出发,以模型构建到化简传输的过程为主线进行研究。对基于三角网生长法的Delaunay三角剖分进行改进,来实现复杂地形的三角网格化,并且针对带约束的地形数据,通过增加二次检验和标识符来判定约束条件,提升模型的拓扑准确性；针对三角网格数据的网络渐进传输,提出了基于用户需求的局部渐进传输方案,可以根据用户选择区域进行局部细化而避免传输屏幕外的多余细节数据,解决了传统渐进传输方法中基于化简过程的全局操作,提高了传输效率。研究过程中,通过基于Visual C++和OpenGL的程序试验,验证了本文算法及方案的有用性,为后续课题项目和软件开发提供了基础和理论支撑。
【关键词】：复杂地形 空间数据 三角剖分 局部渐进传输
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 研究背景7
• 1.2 国内外研究现状7-9
• 1.2.1 国外发展及现状7-8
• 1.2.2 国内发展及现状8-9
• 1.3 本文研究内容9-10
• 1.4 研究步骤与技术路线10-12
• 2 复杂地形的改进三角网格化方法12-21
• 2.1 三维地形模型构建流程12-13
• 2.2 三维模型构建方法13
• 2.3 复杂地形三角网格化方法13-18
• 2.4 基于三角网生长法的改进三角剖分方法18-21
• 3 带约束的复杂地形三角网格化方法21-29
• 3.1 孔洞约束条件的生长判断22-25
• 3.2 模型拓扑一致性25-26
• 3.3 基于改进三角网生长法的约束三角网格化实验26-29
• 4 三角网格渐进传输方案29-39
• 4.1 局部渐进传输原理与流程29-31
• 4.2 三角网格化简原理31-34
• 4.2.1 边折叠相关定义32-33
• 4.2.2 化简过程中的误差测度33-34
• 4.3 化简信息存储34-37
• 4.3.1 折叠相关的数据结构定义34
• 4.3.2 折叠树的数据结构34-37
• 4.4 简化数据在客户端的重建37-39
• 4.4.1 客户端操作原理37
• 4.4.2 网格模型重建37-39
• 5 基于遗传算法的三角网格化简优化39-47
• 5.1 遗传算法理论39-41
• 5.2 模型转化41-44
• 5.2.1 染色体编码41-42
• 5.2.2 交叉操作和交叉概率42
• 5.2.3 变异操作与变异概率42-43
• 5.2.4 遗传过程相关的数据结构设计43-44
• 5.3 遗传算法化简优化步骤44-45
• 5.4 遗传算法化的实验与分析45-47
• 6 总结与展望47-48
• 参考文献48-52
• 个人简介52-53
• 导师简介53-54
• 致谢54

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本文编号：305055