大规模三维地形多分辨率快速生成及显示优化研究
发布时间：2022-08-08 11:43
目前,三维地形可视化技术已广泛应用于军事模拟作战、城市景观规划、街景导航及3D游戏等众多领域。随着摄影测量、卫星遥感等技术的快速发展,地形数据的采样精度越来越高,地形高程数据和影像纹理数据的数据规模飞速增长,但由于目前计算机的硬件水平有限,这就使得如何实现大规模三维地形可视化的实时高效绘制成为难点。为了解决这一难点,本文研究了大规模三维地形可视化系统的实时漫游关键技术,包含大规模三维地形数据的多分辨率组织管理、地形数据的实时高效调度策略以及渲染优化相关技术,最终实现大规模地形数据的实时高效绘制。本文的主要研究内容及研究成果如下。（1）研究了大规模地形数据的组织存储管理策略。通过对常规多分辨金字塔模型生成方法的研究分析,提出一种基于计算机显存大小限制的改进多分辨率金字塔模型生成方法,实现了大规模地形数据的多分辨率组织。鉴于文件存储方式存在搜寻定位时间长、不易共享等缺点,提出了一种基于OCI的外存Oracle数据库存储方式,实现了大规模地形数据的外存存储管理。测试结果表明,本文提出的数据组织存储管理方法较常规方法而言,可以将数据冗余量降低34%左右,预处理及存储时间降低35.8%左右,漫游...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 大规模地形数据的组织与存储研究现状
1.2.2 大规模地形数据的调度策略研究现状
1.2.3 大规模三维地形场景渲染相关技术研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 论文的组织结构
第二章 地形数据的组织与存储管理
2.1 多分辨率金字塔模型
2.1.1 常规多分辨率金字塔模型概述
2.1.2 改进的多分辨率金字塔模型
2.1.3 影像金字塔的采样方法
2.2 基于OCI的Oracle数据库管理
2.2.1 OCI编程概述
2.2.2 Oracle大对象数据类型组织方式
2.3 地形数据库的建立
2.3.1 地形数据读取
2.3.2 地形数据金字塔模型的构建及入库
2.4 处理流程对比与测试分析
2.4.1 常规方法与改进方法处理流程对比
2.4.2 测试与分析
2.5 本章小结
第三章 内外存数据调度策略研究
3.1 大规模地形数据调度的基本策略
3.2 基于视点的视域裁剪策略研究
3.2.1 视域裁剪的基本原理
3.2.2 基于视点的视域裁剪策略
3.2.3 改进的简化视域裁剪策略
3.2.4 视域裁剪方案的测试与分析
3.3 地形数据的调度策略
3.3.1 DEM数据调度策略
3.3.2 DOM数据的调度策略
3.4 多线程数据调度策略
3.5 测试与分析
3.6 本章小结
第四章 四叉树LOD地形场景渲染相关技术研究
4.1 地形渲染相关算法概述
4.1.1 基于层次结构的地形渲染算法
4.1.2 基于GPU的地形渲染算法
4.2 基于四叉树结构的地形快速绘制算法
4.2.1 基于三角形扇的网格构成方式
4.2.2 基于双队列的四叉树剖分
4.3 渲染机制优化方法研究
4.3.1 二级缓存机制
4.3.2 节点细化评价准则
4.4 裂缝处理
4.5 纹理映射
4.6 本章小结
第五章 大规模三维地形可视化系统的设计与实现
5.1 系统总体框架
5.2 系统功能模块设计与实现
5.2.1 数据预处理及入库组织管理模块
5.2.2 地形数据实时调度模块
5.2.3 地形场景实时渲染模块
5.2.4 地形场景控制模块
5.3 三维地形可视化系统的性能分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大规模地形数据实时绘制的技术研究[J]. 田珊珊,王慧青,张小国. 控制工程. 2018(02)
[2]基于埃尔米特运动预测的地形实时绘制[J]. 高保禄,高锐军,王倩,窦明亮,张冰. 计算机工程与设计. 2017(02)
[3]SRTM数字高程模型在合成视景技术中的应用[J]. 范力维,张锦赓,王丽君. 海峡科技与产业. 2016(07)
[4]一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法[J]. 董路明,张斌,赵学胜. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(03)
[5]集成形态学重建和测地距离变换的DEM内插方法[J]. 林祥国. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(07)
[6]3D环境艺术设计地形绘制中的边界裂缝消除[J]. 兰玲,徐莉. 科技通报. 2015(11)
[7]一种利用SSE2多重纹理混合的大范围虚拟地形可视化技术[J]. 魏勇,丁雨淋,龚桂荣,杜莹,周艳. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(04)
[8]基于ENVI软件的遥感影像内插方法偏差改正[J]. 米慧超,张小娣,赖锴. 计算机科学. 2014(08)
[9]基于像素和区域特征组合的小波变换图像融合[J]. 林卉,梁亮,张连蓬,胡召玲. 测绘通报. 2013(11)
[10]采煤塌陷区地形渲染研究[J]. 邹海,何侃. 电脑知识与技术. 2013(22)
博士论文
[1]多维战场环境态势可视化关键技术研究[D]. 张继凯.燕山大学 2016
[2]海量地形场景数据组织管理与传输技术研究[D]. 陆筱霞.国防科学技术大学 2013
[3]面向大规模三维地形构建的高性能计算支撑技术研究[D]. 郭浩然.解放军信息工程大学 2013
[4]面向大数据集的地形模型多分辨率建模关键技术研究[D]. 张慧杰.吉林大学 2009
[5]分布环境下的海量三维地形可视化关键技术研究[D]. 刘扬.北京师范大学 2008
[6]大规模室外地形场景加速绘制技术研究[D]. 李胜.中国科学院研究生院（软件研究所） 2005
[7]海量地形数据实时绘制的技术研究[D]. 陆艳青.浙江大学 2003
硕士论文
[1]基于动态LOD地形渲染的关键技术研究[D]. 江益.武汉科技大学 2015
[2]三维地形动态多分辨率建模与关键算法的研究[D]. 陈保柱.安徽大学 2014
[3]多分辨率地形数据库的设计与实现[D]. 叶翔.电子科技大学 2013
[4]ROV作业视景仿真技术研究[D]. 迟迎.哈尔滨工程大学 2013
[5]大规模地形快速绘制技术研究[D]. 曾杰.电子科技大学 2012
[6]基于联网联控系统的数据库代理服务平台的设计与实现[D]. 贺晓蓉.电子科技大学 2012
[7]三维地形生成的关键技术研究[D]. 刘海洋.哈尔滨工程大学 2012
[8]对岸作战仿真系统的设计与实现[D]. 赵俊.华中科技大学 2011
[9]一种基于GPU加速的地形渲染算法[D]. 王海鹏.湖南大学 2010
[10]大规模地形的快速几何绘制与实时纹理映射技术研究[D]. 王冲.中国民航大学 2009
本文编号：3671445
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 大规模地形数据的组织与存储研究现状
1.2.2 大规模地形数据的调度策略研究现状
1.2.3 大规模三维地形场景渲染相关技术研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 论文的组织结构
第二章 地形数据的组织与存储管理
2.1 多分辨率金字塔模型
2.1.1 常规多分辨率金字塔模型概述
2.1.2 改进的多分辨率金字塔模型
2.1.3 影像金字塔的采样方法
2.2 基于OCI的Oracle数据库管理
2.2.1 OCI编程概述
2.2.2 Oracle大对象数据类型组织方式
2.3 地形数据库的建立
2.3.1 地形数据读取
2.3.2 地形数据金字塔模型的构建及入库
2.4 处理流程对比与测试分析
2.4.1 常规方法与改进方法处理流程对比
2.4.2 测试与分析
2.5 本章小结
第三章 内外存数据调度策略研究
3.1 大规模地形数据调度的基本策略
3.2 基于视点的视域裁剪策略研究
3.2.1 视域裁剪的基本原理
3.2.2 基于视点的视域裁剪策略
3.2.3 改进的简化视域裁剪策略
3.2.4 视域裁剪方案的测试与分析
3.3 地形数据的调度策略
3.3.1 DEM数据调度策略
3.3.2 DOM数据的调度策略
3.4 多线程数据调度策略
3.5 测试与分析
3.6 本章小结
第四章 四叉树LOD地形场景渲染相关技术研究
4.1 地形渲染相关算法概述
4.1.1 基于层次结构的地形渲染算法
4.1.2 基于GPU的地形渲染算法
4.2 基于四叉树结构的地形快速绘制算法
4.2.1 基于三角形扇的网格构成方式
4.2.2 基于双队列的四叉树剖分
4.3 渲染机制优化方法研究
4.3.1 二级缓存机制
4.3.2 节点细化评价准则
4.4 裂缝处理
4.5 纹理映射
4.6 本章小结
第五章 大规模三维地形可视化系统的设计与实现
5.1 系统总体框架
5.2 系统功能模块设计与实现
5.2.1 数据预处理及入库组织管理模块
5.2.2 地形数据实时调度模块
5.2.3 地形场景实时渲染模块
5.2.4 地形场景控制模块
5.3 三维地形可视化系统的性能分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大规模地形数据实时绘制的技术研究[J]. 田珊珊,王慧青,张小国. 控制工程. 2018(02)
[2]基于埃尔米特运动预测的地形实时绘制[J]. 高保禄,高锐军,王倩,窦明亮,张冰. 计算机工程与设计. 2017(02)
[3]SRTM数字高程模型在合成视景技术中的应用[J]. 范力维,张锦赓,王丽君. 海峡科技与产业. 2016(07)
[4]一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法[J]. 董路明,张斌,赵学胜. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(03)
[5]集成形态学重建和测地距离变换的DEM内插方法[J]. 林祥国. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(07)
[6]3D环境艺术设计地形绘制中的边界裂缝消除[J]. 兰玲,徐莉. 科技通报. 2015(11)
[7]一种利用SSE2多重纹理混合的大范围虚拟地形可视化技术[J]. 魏勇,丁雨淋,龚桂荣,杜莹,周艳. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(04)
[8]基于ENVI软件的遥感影像内插方法偏差改正[J]. 米慧超,张小娣,赖锴. 计算机科学. 2014(08)
[9]基于像素和区域特征组合的小波变换图像融合[J]. 林卉,梁亮,张连蓬,胡召玲. 测绘通报. 2013(11)
[10]采煤塌陷区地形渲染研究[J]. 邹海,何侃. 电脑知识与技术. 2013(22)
博士论文
[1]多维战场环境态势可视化关键技术研究[D]. 张继凯.燕山大学 2016
[2]海量地形场景数据组织管理与传输技术研究[D]. 陆筱霞.国防科学技术大学 2013
[3]面向大规模三维地形构建的高性能计算支撑技术研究[D]. 郭浩然.解放军信息工程大学 2013
[4]面向大数据集的地形模型多分辨率建模关键技术研究[D]. 张慧杰.吉林大学 2009
[5]分布环境下的海量三维地形可视化关键技术研究[D]. 刘扬.北京师范大学 2008
[6]大规模室外地形场景加速绘制技术研究[D]. 李胜.中国科学院研究生院（软件研究所） 2005
[7]海量地形数据实时绘制的技术研究[D]. 陆艳青.浙江大学 2003
硕士论文
[1]基于动态LOD地形渲染的关键技术研究[D]. 江益.武汉科技大学 2015
[2]三维地形动态多分辨率建模与关键算法的研究[D]. 陈保柱.安徽大学 2014
[3]多分辨率地形数据库的设计与实现[D]. 叶翔.电子科技大学 2013
[4]ROV作业视景仿真技术研究[D]. 迟迎.哈尔滨工程大学 2013
[5]大规模地形快速绘制技术研究[D]. 曾杰.电子科技大学 2012
[6]基于联网联控系统的数据库代理服务平台的设计与实现[D]. 贺晓蓉.电子科技大学 2012
[7]三维地形生成的关键技术研究[D]. 刘海洋.哈尔滨工程大学 2012
[8]对岸作战仿真系统的设计与实现[D]. 赵俊.华中科技大学 2011
[9]一种基于GPU加速的地形渲染算法[D]. 王海鹏.湖南大学 2010
[10]大规模地形的快速几何绘制与实时纹理映射技术研究[D]. 王冲.中国民航大学 2009
本文编号：3671445
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