大规模地形数据的组织与可视化研究

来源 :战略支援部队信息工程大学 | 被引量 : 18次 | 上传用户:FriedaCao
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本文主要对大规模地形数据(基于规则格网数字高程模型)的组织与可视化进行研究。通过金字塔数据模型来组织大规模多分辨率地形模型,结合视点相关的可见性、分辨率测试算法和数据动态调度策略在消除不同分辨率地形拼接时产生的裂缝的基础上实现了大范围地形的实时漫游。 (1)首先介绍了地形数字表达方法及格网数字高程模型数据的内插、简化方法,重点对于基本四叉树数据结构的地形简化技术进行研究和实践。根据给定限差,提出了一种判断四叉树各节点是否为叶节点的算法。该算法只要根据阈值通过递归调用对原始数据扫描一次,就可十分快速和准确地判断该地形块各节点是否分裂。另外,通过将较高分辨率地面块边界点移到相邻较低分辨率地面块节点的边界上的方法消除裂缝。 (2)通过对DEM数据和纹理数据的分层、分块等处理构建了金字塔数据模型(四叉树细节层次模型),为地形的多分辨率显示直接提供数据而无需实时化简。 (3)对视景体及其简化技术进行详细探讨,采用基于线性四叉树层次结构的地形目标块搜索算法实现了对地形的精确裁剪。该索引机制能够根据不同视觉条件快速提供不同精细程度的数据模型。另外通过对数据的动态调度策略,实现了内存中数据装载和删除的动态平衡。 (4)基于以上原理,采用Microsoft VC++6.0作为开发工具,OpenGL作为三维图形开发接口,采用面向对象思想和组件开发技术构建了地形三维可视化系统。各功能模块包括地形数据处理和组织模块、地形显示模块、三维场景设置和模型驱动模块、地形数据简化模块、地形数据调度管理模块五大功能模块,并分析了它们之间的相互关系,实现了大范围地形的无缝和实时显示。
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