水下地形的构建与可视化

与陆地地形建模相比，水下地形的多分辨率建模是一个逆向的过程，它通过较为少量但非常有价值的数据来建立水下地形的拓扑结构。本文提出了一种对地形原始三角边的参数曲线描述方法，在此基础上根据对原始三角形的兴趣值通过分形的方法进行细化，研究实现了不同细化程度的相邻三角形公共边上的无缝连接，并开发实现了基于OpenGL的水下地形可视化应用系统。     

面向虚拟矿山的复杂异构地形网格渐变仿真

针对虚拟矿山动态仿真中地形网格具有规模大、结构复杂和变化前后拓扑异构等特点,实现了一种边界一致的快速异构网格渐变仿真方法。首先将大地形网格划分为静态区和动态区,对变化前后的动态区网格进行双向插值,实现顶点对应和拓扑重构;然后利用k-d树等结构建立动态区顶点和三角形网格的空间索引关系,实现对地形网格变化区域的快速查找和更新;最后根据地形网格特征自动计算符合实际生产工艺的渐变推进方向。通过实验表明,该方法在效率和逼真度方面均能满足虚拟矿山动态可视化仿真需求,可以较好地完成复杂地形网格渐变模拟过程。     

飞行视景仿真中三维大地形的生成

如何既逼真的实现三维大地形的可视化,又消耗尽量少的系统硬件资源,是飞行视景仿真必须克服的问题.从飞行仿真中三维地形显示的特点出发,以我国东南部某地区的DEM(数字高程模型)数据块及其航拍照片作为原始数据,采用先生成测试地形,再实现全部大地形的方法,通过设置3个级别的LOD和采用地形转换、网格简化及地形分块技术,采用三维建模软件Creator生成了一块400×400km2的大地形,满足了飞行仿真的需求.     

多用户全球三维仿真的数据组织与调度研究

以多用户全球三维仿真为应用背景,研究P2P环境下海量数据的多点并行分发技术。通过依据地理空间的影像分块、编码协议和Tracker服务器所维护的资源拥有节点四叉树索引列表,实现P2P网络中的快速资源定位;利用基于数据预测、缓冲思想的优先下载策略和用户节点间的直接数据交换,提高数据分发效率。最后,通过对现有的多用户三维地形可视化系统进行改造试验,证明该方法的有效性。     

基于GeoTIFF格式的Creator三维地形建模技术

大面积真实地形三维建模技术是视景仿真系统开发的难点问题。提供了基于GeoTIFF数据格式的三维地形建模方法,采用Global Mapper格式转换技术将GeoTIFF数据格式转换为USGS DEM数据格式,应用Creator地形建模技术建立了某地域的三维地形仿真模型,实现了真实地形三维建模的快速化、实用化。     

月球漫游车仿真系统研究

介绍了一个用于研究、开发月球漫游车系统的测试与仿真平台，它适用于各种不同结构的漫游车，可以检验漫游车的结构设计，对控制、传感器等子系统进行调试。该仿真平台提供了用于创建地形模块的地形组件编辑器，并提供了环境编辑器以便利用预先创建的地形模块搭建虚拟月面环境。月面环境仿真系统的实现采用了COM技术，使得该系统可以接纳各种不同结构、功能的漫游车进行仿真，同时，该仿真系统是一个分布式的仿真系统，月面环境仿真系统和漫游车系统可以运行于以网络连接的不同计算机中。     

增强型近地警告系统前视预警算法设计与仿真

增强型近地警告系统(EGPWS)是重要的航空机载安全系统.针对EGPWS中的重要组成部分-前视预警模块的组成框架、地形库设计、报警算法进行了研究.完成了基于正方形网格建模方法的地形数据库的设计,建立了前视预警的数学模型,重点推演了直接判断法的预警算法及其基于二次数据缓存技术的改进算法.以高逼真度飞行仿真软件FLSIM为工具,设计并实现了EGPWS仿真系统.仿真试验结果表明,所研究的前视预警算法快速、可靠,能满足增强型近地警告系统的设计需求.     

过载指令编码低空突防方法研究与仿真

针对飞行器低空突防的地形跟随问题,作者给出了一种基于改进的遗传算法的地形跟随轨迹的优化生成方法,通过对初始编码（染色体）及适应函数的优化,以及改进对染色体复制,杂交,变异生成最优轨迹,采用了控制指令直接编码,最优个体保护,分布式搜索,启发式变异。该方法模型简单,智能化全局寻优,运算速度快,精度高,实时性强等优点,结合某导弹模型,经仿真模拟得到了满意的结果。     

动态地形仿真研究

动态地形仿真主要研究动态地形和军事系统之间的相互作用,这些作用直接影响着作战仿真过程和结果的逼真度和可信度。从动态地形仿真需求与原理出发,研究了动态地形仿真的两个关键技术：时序一致性和多态一致性,并基于综合环境数据表示与交换规范（SEDRIS）和高层体系结构（HLA）技术设计实现了一个动态地形仿真联邦,该联邦具有动态生成弹坑、反坦克战壕和阵地等军事实体的功能,能满足对动态地形有一定要求的作战仿真。     

视点相关的大规模地形内外存调度算法的研究

针对大规模地形难以一次性导入内存建模,提出了适用于内外存调度的上层四叉树下层二叉树的双层结构.通过对三角形二叉树剖分算法的改进,避免了双层地形之间的裂缝问题;对上层四叉树,通过构建饱和四叉树包围球判断可见,性,减少了三角形冗余;使用循环二维数组结构存储数据缓冲区和视点关注区数据,实现对预加载数据的实时调度,提高了地形绘制的速度.实验表明该方法在大规模地形中,实现了视点漫游场景时平滑无缝地过渡.     

地物仿真及交互可视化编辑工具的设计与实现

地形是虚拟环境的承载体，地形建模也是综合自然环境建模的基础环节。综合自然环境走模的目的不仅是使地形等相关环境要素在虚拟环境中得到本征还原，更重要的是构筑人与虚拟环境的多层面交互通道。其中，对模型实施编辑及分析是交互的两个重要层面。论文基于此开发了地物仿真及交互式可视化编辑工具——TEVS，以地形要素为代表，探索将环境要素建模、编辑与分析三者加以整合的技术方法。论文提出了人与虚拟环境交互行为的划分层次，从低层到高县依次为数据级，分析级和协同级．论文认为在综合自然环境下。原先处于分散，无序的环境要素模型应该被有序地组织。从而使其具有可控性夏可编辑性，为最终实现人与虚拟环境有序和谐的交互奠定基础。     

分布式虚拟地形场景仿真研究

随着分布式虚拟GIS在仿真和军事中的应用需求，大范围，海量地形数据在网络环境下实时绘制技术成为GIS研究的重点之一。主要探讨了大范围、海量地形数据在网络环境下的分布式数据组织，基于服务器和客户端多级地形LOD模型的三维地形场景的实时交互绘制方法，最后通过实验系统对上述方法进行了验证，实验表明采用该方法建立的分布式虚拟地形场景，能有效减少网络传输的数据量，并且符合人对地形场景的观察习惯。     

一种海底地形和海流虚拟生成方法

提出了一种用于AUV视景仿真的海洋环境中海底地形和海流的虚拟实现方法。海底地形不但考虑了离散点电子海图数据，而且也将某些特征数据考虑在内，从而生成相对精度较高的海底地形。海洋中的海流采用两个层次的方法进行模拟：建立海流数据库方法以及水动力软件计算方法。该方法的研究对于AUV自主地形导航技术以及避碰策略等研究具有极为重要的意义，并且上述方法生成的海洋环境已经在AUV数字仿真平台中得到了应用。     

分布式虚拟环境中的综合地面环境研究

详细阐述了分布式虚拟环境中综合地面环境研究的各个方面。首先介绍了采用多种地理数据生成综合地面环境数据库的过程 ;然后提出了一种大规模三维地形环境管理方法和一种通用的实时调度算法 ;最后给出了一种支持动态地形环境一致性的动态地形环境体系结构     

三维大地形模型的生成与管理方法研究

以虚拟战场环境为背景，针对大地形可视化中的特殊要求，介绍了三维大地形模型的生成方法和步骤，阐述了地理数据格式的转化方法和人文特征的读取方法与显示途径。实验结果证明该方法可以有效地应用于三维大地形模型的生成与管理，并为最终建立大范围的虚拟战场环境提供基础。     

基于改进d-Xdraw算法的起伏地形下异构多传感器分簇部署方法

为解决起伏地形环境下异构多传感器网络表面覆盖问题,提出了多传感器多阶段分簇部署方法。首先,考虑地形遮挡效应,给出了起伏地形环境下的传感器侦察与通信模型。其次,为快速获取传感器覆盖范围,构建了基于视线交点相似性判断的改进型d-Xdraw可视域求解算法。然后,为增强覆盖率,采用分簇部署策略,将传感器部署过程分为多个阶段,并结合各阶段特点分别采用微粒群和改进虚拟力算法进行求解。实验表明,改进d-Xdraw算法能够在牺牲少量精度的同时,有效提升可视域的求解速度;相较于传统的直接优化部署方法,多阶段分簇部署方法可节省最多26.7%的运算时间,覆盖率可提升10.9%。     

基于法向映射的复杂模型的实时绘制技术

为了达到绘制实时，通过用简化的、带有法向映射的三角形模型来逼近原始复杂模型是一种非常有效的方法。算法针对地形模型和一般的三角形网格模型，提出了不同的法向映射的构造方法。这些方法能充分利用现今图形卡的加速功能来快速地生成法向映射纹理。对于已生成的带有法向映射的简化模型，算法给出了两种实时绘制技术，一种方法是适用于一般图形卡，另一种是适用于具有硬件加速的像素渲染功能的图形卡。实验结果显示，算法能在保持较高的绘制帧率的同时保留与原始模型相近的细节。