大規(guī)模地形可視化技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算幾何和地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，大規(guī)模地形實(shí)時(shí)可視化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于軍事、地圖導(dǎo)航、城市規(guī)劃等領(lǐng)域。衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展使獲取高精度的遙感影像信息成為可能，所以繪制出具有高真實(shí)感的大規(guī)模地形場(chǎng)景已成為迫切需求。但目前計(jì)算機(jī)硬件水平有限，在對(duì)大規(guī)模地形進(jìn)行繪制時(shí)往往很難達(dá)到人們的要求。因此，基于海量地形數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多分辨率、高真實(shí)感的地形可視化漫游系統(tǒng)具有重要的研究意義。
　　首先，研究了目前主流的地形繪制算法，針對(duì)計(jì)

2、算機(jī)圖形硬件顯存容量大、計(jì)算速度快的特點(diǎn)，借鑒主流算法中經(jīng)典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了基于GPU的瓦片四叉樹實(shí)時(shí)繪制算法。使用四叉樹的結(jié)構(gòu)對(duì)地形塊進(jìn)行層次劃分，通過計(jì)算某一層次的地形塊與視點(diǎn)之間的屏幕誤差來判斷是否對(duì)其子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以減少計(jì)算的次數(shù)，從而降低計(jì)算開銷，提升大規(guī)模地形的繪制效率。
　　其次，在分析和研究了現(xiàn)有地形數(shù)據(jù)組織與調(diào)度策略基礎(chǔ)上，基于改進(jìn)的LOD算法構(gòu)建大規(guī)模地形的多分辨率模型，選擇分層分塊方案對(duì)地形高程數(shù)據(jù)和影像

3、紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，減少了地形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率；在地形數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)度時(shí)，改進(jìn)了視景體相交性測(cè)試算法，實(shí)現(xiàn)了基于視點(diǎn)的屏幕誤差算法，設(shè)計(jì)了基于緩存的數(shù)據(jù)預(yù)取策略，引入了多線程技術(shù)并發(fā)處理數(shù)據(jù)調(diào)度和數(shù)據(jù)繪制。
　　最后，綜合地形實(shí)時(shí)繪制算法和地形數(shù)據(jù)組織與調(diào)度策略，并結(jié)合三維仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于視點(diǎn)的大規(guī)模地形可視化漫游系統(tǒng)，并通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比等手段對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果表明，該大規(guī)模地形可視化漫游系統(tǒng)能夠有效的