海量三维GIS数据可视化系统的实现研究

建立在OpenGL,OSG图形APIs和各种开源图片支持库之上,基于DEM、影像和常用的GIS地图数据文件,提出一套基于数据网格化管理、动态调度、LOD地形动态简化为主要思想的解决方案,成功构建了海量三维GIS数据可视化系统。系统基于102 G原始数据实现了流畅显示,并基于DEM数据与影像数据的合成实现了红绿立体显示效果,同时基于不同基础数据实现了各种数据的操作、分析等功能。     

一种视点相关球面地形LOD算法

在地形可视化领域,基于海量数据的全球地形3维可视化已经得到广泛关注和研究。在经典ROAM算法的基础上,提出了一种视点相关全球地形LOD模型SROAM。该算法采用正方体作为网格细分的顶层,正方体上每一个面分裂成两个三角形作为ROAM算法二叉树的根节点。给出了高程数据球面映射的方法,在动态误差计算过程中,考虑了地平线约束条件,进一步对网格进行简化。实验结果表明,此算法能实时动态地生成全球地形LOD模型,实现全球地形场景的平滑绘制。     

瓦片金字塔模型技术的研究与实践

海量栅格数据的简化与压缩是近年来三维GIS领域的研究热点。本文在研究瓦片金字塔技术的前提下,基于线性四叉树结构,采用重采样、分层分块的方法构建了海量栅格数据的瓦片金字塔模型,并以该模型为基础设计实现了一个Web3DGIS平台。实验证明,本文设计的平台能够满足海量地形及影像数据的实时三维可视化要求。     

一种视点相关球面地形LOD算法

在地形可视化领域,基于海量数据的全球地形3维可视化已经得到广泛关注和研究。在经典ROAM算法的基础上,提出了一种视点相关全球地形LOD模型SROAM。该算法采用正方体作为网格细分的顶层,正方体上每一个面分裂成两个三角形作为ROAM算法二又树的根节点。给出了高程数据球面映射的方法,在动态误差计算过程中,考虑了地平线约束条件,进一步对网格进行简化。实验结果表明,此算法能实时动态地生成全球地形LOD模型,实现全球地形场景的平滑绘制。     

小波分析在空间数据处理中的应用研究

在GIS中,海量数据的处理问题一直是个难题,如果解决了海量数据的网上传输,则在WebGIS中就可以实现大范围矢量影像叠加漫游及大范围地形三维浏览飞行展示。在研究基于小波系数的地形、DEM及影像简化方法的基础上,提出了一种基于小波变换的大规模地进行简化算法;其思路是先将大地形、影像分块管理并作小波变换,然后根据视野从中提取可见的一组子块,最后基于小波系数进行简化并绘制地形和影像。试验结果证实了小波分析方法对地形简化的有效性。在数据处理过程中,对小波变换处理过程进行了优化和改进。     

NASA World Wind海量离散地形显示技术研究

虚拟数字地球需要解决大范围海量地形快速显示问题。本文在对World Wind海量地形显示机理和地形数据LOD分层组织深入研究基础上,提出了基于ArcMap的离散地形分层切割流程,开发了与World Wind三维地形显示数据模型匹配的分层切割软件,对海量离散地形按不同分块大小和层次切割后的显示效率和效果进行了分析,结果表明World Wind能实现不同尺度地形数据的快速三维可视化。     

普通测量学、地形测量学

CH20110100基于数据分层分块的海量三维地形四叉树简化模型=A Model for Massive 3D Terrain Si mplification Based on Data Block Partition and Quad-tree/刘扬,宫阿都,李京(北京建筑工程学院测绘与城市空间信息学院)∥测绘学报.-2010,39(4).-410~415在对比几种典型的地形简化算法的基础上,探索建立一种基于数据分块且适合海量三维地形的局部自适应最优化简化模型(LSOSTM模型)。该简化模型以四叉数模型为基础,针对海量地形进行分层分块组织,构造地形     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用。文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游。运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果。     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用.文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游.运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果.     

基于QTM的全球地形自适应可视化模型

实时逼真地可视化表达整个地球表面,是地学及空间信息等学科研究的重点问题之一。作者以球面四元三角网(QTM)为基础,构建了全球地形可视化模型,提出一套基于菱形块四叉树的DEM分块组织结构及相应的动态调用方法,并根据地形特征,建立DEM数据块的层次三角网自适应简化准则。最后应用GTOPO30全球地形数据进行相关实验与分析。     

利用质心Voronoi图对地形自适应简化的算法

地形简化算法利用少量有效的地形信息表达整体地形,能很好地解决海量地形数据与计算机硬件之间的矛盾,同时满足多尺度地形应用需求。针对现有地形简化算法难以兼顾局部地形起伏与地形整体特征的问题,提出一种基于质心Voronoi图的地形自适应简化算法。首先,利用质心Voronoi图的特点,以地形起伏度作为密度函数生成质心Voronoi图;然后,利用分布在地形起伏较大区域的质心Voronoi图种子点及大多分布在地形特征线上的Voronoi区域顶点重构地形;最后,通过原始地形与重构地形的特征线验证地形简化的效果,并与三维道格拉斯-普克（3D DouglasPeucker,3D DP）算法进行精度对比。实验结果表明,从简化地形中提取的山脊线、山谷线、等高线等地形特征线与原始地形的重叠度均较高,算法能较好地保持地形整体特征;且在相同的简化级别下,算法的简化误差小于3D DP算法,具有较高的地形简化精度。     

地形渲染算法的研究

为适应大规模地形海量数据的实时可视化,出现了多种地形渲染算法,其中Mipmap算法和Clipmap算法是当今较为流行的两种,本文分别讨论了这两种算法的基本思想、数据组织和实现过程.最后,又提出了Clipmap的一种改进方法和今后的研究方向.     

网络三维数字城市海量模型优化算法研究

大规模海量三维模型数据网络传输和终端可视化是面向Web的三维GIS应用关键技术。本文提出将三维模型自适应面删除简化算法和地形模型单面片自动生成算法相结合，实现大批量构建面简化LOD （层次细节模型）模型库自动建库，有效解决了海量高精度、大范围三维模型面向Web的三维GIS应用问题。研究成果在天津市网络三维数字城市规划管理系统项目中成功进行试验，效果显著。     

GIS中的地形可视化与地形模型简化

地形可视化是一门以研究数字地形模型或数字高程域的显示、简化、仿真等内容的学科 ,属于计算机图形学的一个分支。GIS中的地形可视化有助于用户对空间数据相互关系以及分析结果的直观理解。文中分析了GIS中地形建模的基本问题 ,研究了地形模型简化与多分辨率地形模型的发展     

地形模型的多分辨率简化与压缩

在地形的三维表达中 ,海量的三维数据在显示、存储、传输等方面存在着很多困难。为了解决这些困难 ,本文提出了一种基于渐进简化的多分辨率几何简化与压缩方法。通过该种方法 ,复杂的地形模型能够很好的被简化成适于LOD连续表达的方式 ,并且在简化基础上的数据压缩可使地形模型的存储量减少、绘制速度增加、网络传输效率提高 ,其结果能够胜任地形模型在网络上的渐进传输     

矢量地图数据简化研究进展

从传统矢量数据简化算法及基于并行技术的矢量数据简化算法两方面进行分析,将当前传统的矢量数据简化算法:Douglas-Peuker的简化算法及演化、Li-OpenShaw简化算法及演化、渐进式的简化算法及演化、基于小波理论的简化算法及演化和简化质量的评价,在基于并行技术简化算法研究的基础上,指出矢量数据并行简化和简化算法的智能化、感知化、自动化是矢量数据简化研究发展的趋势。     

规则格网DEM化简的一种改进方法

分析了从较高分辨率DEM化简到较低分辨率DEM的地形简化方法的优缺点,提出了考虑整体地形特征信息的一种改进方法,实现了改进后的方法具有较好的简化效果。