一种基于小波的三维地形绘制集成技术

本文利用现有地形绘制技术和小波多尺度分析方法,结合大规模地形应用特点,研究了三维地形绘制算法．首先,根据地形高程模型（DEM）的数据结构的特点,阐述了它可以借助于小波方法进行分析处理的可行性：其次,得到了提取多尺度地形数据基本特征的方法：并通过小波系数来表达低频概貌和高频细节,生成多尺度的地形数据方法;提出了”地形网格的小波渐进重构”规则,设计了动态的渐进重构不同细节的地形网格;最后,构造了绘制算法流程图,实现了三维地形绘制集成技术,解决了多块不同分辨率模型的无缝拼接问题,提高了绘制效率,并通过实验验证了该方法的高效性和可行性．     

一种基于规则网格的地形简化算法

为了进一步研究层次细节技术在实时绘制大规模地形场景中的有效应用,提高海量数据三维地形的重建速度,基于DEM数据及视觉相关地形简化的特点,提出了一种基于网格划分的实时简化算法.该方法首先将DEM栅格数据分成以视点为中心的数据块,利用视觉相关的误差简化算法实现了DEM数据的快速动态分层与地形平滑,其次利用三角剖分方法最终消除了裂缝,对实际数据的实验结果验证了本算法的有效性.该算法能有效地对地形数据进行多分辨率简化,简化后的地形不仅保留了地形表面特征,还能满足实时漫游的需求,可以高效地消除场景漫游过程中图像的跳跃.     

一种基于DEM数据的可视化数字地形绘制

给出数字高程模型(DEM)数据的存储格式,研究如何有效地读取DEM数据,并把它转化为可以被OpenGL图形库所读取的数据格式的方法.在此基础上,研究绘制三维地形涉及到的问题及其绘制原理,给出了利用OpenGL图形库进行地形绘制的简单易行的实现方法,并给出实例.最后,讨论了现存的几种地形简化方法,为解决基于DEM数据的地形实时、快速绘制打下了基础.     

基于地形特征重要度的地形网格简化与调整

山地是应急决策过程的主要场景之一,面向移动终端和WEB展示等资源受限平台上的大场景优化显示方法是图形学和可视化领域的研究热点。文章在已有的DEM地形网格简化算法的基础上,提出了一种基于地形特征重要度的地形网格简化与调整算法。通过K-means算法将地形网格顶点进行聚类,并且引入地形特征重要度来调整特定区域地形网格的大小,达到突出特定地形的效果;采用细节层次(levels of detail,LOD)算法指导地形网格的细分和简化,提高地形网格的绘制效率。实验结果表明,该算法有效地保留且突出了山地区域地形地貌,并且减少了顶点数量,提高了地形绘制和渲染的效率。     

视景仿真系统中三维地形的实时生成方法

三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素,也是虚拟仿真领域中视景系统的重要组成部分.三维地形的巨大数据量一直是视景仿真研究中的难点与热点.本文提出用函数曲面来保存地形顶点数据,在渲染开始前预先载入和计算生成地形数据,而在渲染阶段则利用视点相关LOD(Level of Detail)模型来简化渲染数据,实现大规模地形网格的绘制.实验结果表明,该方法能有效减少实时绘制时的计算量,提高绘制速度,较好地保证了大规模三维地形的实时生成效果.     

基于Multigen Creator的三维地形应用实现

结合三维建模软件MultiGen Creator2.6的地形数据库模块,分析了三维地形生成的方法和技术.以航天发射场的地形为研究区域,根据航天发射场建模要求较高的实时性、精确性和真实感的特点,分别提出了新的地形源数据（栅格地图）转换方法,总结出了利用等高线带贴纹理的方法,并提出了Polymesh/Irregular Mesh（多边形网格/不规格网格）算法与采样型网格简化算法结合的方法.在此基础上,形成了一套行之有效的三维地形生成应用方案,成功建立了视觉效果较好的三维地形,已应用于航天发射场的三维模拟系统中.     

基于三角形索引顶点数据结构的三维地形绘制算法

DEM在众多领域有着广泛的应用,DEM生成算法已成为当前的一个研究热点.TIN是目前DEM的两种重要结构之一.提出基于三角形索引顶点数据结构的三维地形绘制算法.该算法对重复的三角形顶点数据只存储一次,避免了高程数据的重复存储;减少了绘制命令的调用次数;提高了绘制效率.     

DEM快速构建及地形裁剪算法的研究

提出了一种快速构建DEM的算法。它先产生一个包含插值点在内的内插三角形，然后利用此三角形来内插插值点高程；为提高算法对复杂地形的适应能力，利用离散点及地性线对地形进行描述，并保证生成的三角形不跨越地性线。其次，提出了一种基于DEM的对三维地面进行裁剪的分治方法，该方法利用DEM数据生成一个规则的三角网并将裁剪边界插入到三角网中重新构建三角网，通过删除裁剪边界内的三角形来达到对地形裁剪的目的。     

基于球体网格与DEM的流域地形特征尺度效应分析——以长江流域为例

基于球体大圆弧八叉树剖分网格和全球共享DEM(Digital Elevation Model)数据分别构建长江流域多层次三维地理场景,提取流域相关地形参数,分析流域地形特征随度量尺度变化的趋势与规律.结果显示,同尺度下球体网格模型的上下表面积、起伏度均小于DEM模型对应的特征值,而地形粗糙度、二维和三维分形维数以及广义分形维数和多重分形谱值的范围等均大于DEM对应的特征值.所有尺度下,球体网格模型表面的二维分形维数均大于2,而对应DEM的二维分形维数均小于2,但两种模型的三维分形维数均小于3.研究表明,DEM与球体网格模型在计算地形参数时均具有尺度效应,所有参数值随着剖分层次/数据分辨率的提高而增加,但增加的趋势不尽相同;两种模型在表达地形多尺度特征时具有良好的一致性;球体网格在大区域地形无缝可视化和地形参数提取精度方面具有一定优势.该研究可为流域生态环境监测以及流域分布式水文模型构建等提供科学参考.     

基于层次细节简化和分形的真实感地形生成

研究数字高程模型及分形理论后,提出一种新的地形建模方法,即利用DEM数据生成地形框架,运用分形理论生成细节;框架生成过程中采用层次细节简化技术简化地形,提取大致描绘地形总体形状特征的数据,再运用分形理论进行细节绘制,并结合视点变化提出新的面片可见性判别方法.实验证明,文中方法能够充分发挥DEM法真实度高和分形法数据量少,速度快的优点.     

基于城市框架数据的三维城市DEM生成方法

随着“数字城市”建设的不断深化,城市三维景观建设逐渐成为当前研究的热点,而数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）作为三维城市模型的基础地形,是城市三维建设中不可缺少的部分。利用城市框架数据构建DEM的方法可以在符合地表实际起伏的情况下,使地面上模型更加贴合地表,更好地增加三维城市DEM的表现效果。其方法是把散点的高程信息与道路等关键城市框架的平面信息相结合,充分利用现有地形数据,快速生成DEM,具有成本低、速度快、易更新的特点。     

基于delaunay三角网的三维地形可视化仿真

针对在三维地形处理领域中存在的地形数据冗余,可视化处理效率不高,真实感效果不强的问题,提出一种基于delaunay三角网的三维地形生成技术及可视化仿真处理的方法。该方法将DEM数据转化为TIN数据,然后用改进的delaunay算法将TIN数据生成三角网来模拟地形。最后经过纹理映射,光照及渲染,生成具有真实感的三维地形。同时给出了运用VC＋＋和OpenGL实现的三维真实感地形可视化仿真软件。仿真试验表明：该方法能快速的处理地形高程数据,得到了直观的真实感较强的三维地形模型。     

利用数字化地形图构建三维地形模型

为了解决在多山地区地形三维建模过程中数据采集难度较大的问题,采用格网地形建模方法,充分利用该地区已有的数字化地形图,结合格网法地形建模的数据结构简单,数据存储量小等优点,研究提出了一种地形三维建模方法．并实现模型的可视化。研究结果表明:利用数字化地形图来替代传统的地形三维建模的数据获取方法,有助于快速、高效地构建多山地区的地形三维模型。     

粒子系统支持下地形流模式表达研究

该文提出一种基于粒子系统的地形起伏动态可视化表达方法.首先利用D8算法并结合坡度等信息构建水流模型，基于DEM数据生成水流场数据；使用空间随机均匀和重要特征位置相结合的方法布设粒子，在粒子系统的支持下模拟高低起伏的地形水流场景，从而间接地实现DEM动态多尺度的可视化.以武汉市的DEM数据为例进行实验，结果表明该方法模拟得到的粒子流效果能真实反映其地形特征，该研究为DEM数据提供了新的表达方法.     

基于混合DEM数据存储结构的三维地形可视化

为了解决三维地形可视化中的海量数据快速高精度渲染问题,基于创建三维地形所使用的两种主要数字高程模型TIN（Triangulated Irregular Network）和GRID,研究了模
型采样点的分布特征、各自优缺点以及存储数据结构,给出了构建混合DEM（Digital Elevation Models）模型的方法,详述了构建混合模型,计算地形复杂度的方法,混合模型的数据结构及三角网生成算法。通过实验说明了混合模型用于三维地形可视化的优势。     

基于Hydrology的山区1:1万DEM水系提取研究

利用重庆市万州区4幅比例尺为1∶1万,地面分辨率为5 m的DEM数据,根据地表径流模型原理,通过ArcGIS中的HydrologyTools模块进行D8算法提取流域水系,计算汇流累积量,并最终生成河网。结果表明:对1∶1万DEM进行水系提取,最小水道集水面积阈值设定为50 000个栅格较合理;对于山地地形,基于1∶1万DEM数据,利用ArcGIS Hydrology模块提取河网的方法,从提取的效率和结果的精度两方面看来都是切实可行的。     

三维地形的动态生成及空间分析

简要评述了地形可视化的研究发展过程 ,着重探讨了三维地形景观生成的理论和方法 ,提出了解决超大数据量数字高程模型 (DEM )快速显示的算法 ,研究了基于三维地形空间分析的理论 .并在此基础上介绍了笔者开发的DEM动态显示和交互操作系统及其应用     

基于DEM的三维地图研究

三维地图的生成与分析是当前地理信息系统研究的前沿技术,具有严格的数学基础和计算模型.本文探讨了三维地图的数据基础DEM的类型,格网DEM的数据获取,研究了由三维空间到二维平面变换的基本原理包括两个基本处理过程:投影变换和消隐处理的基本原理和相应的算法、数学模型.