大規(guī)模三維地形可視化與漫游關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、三維地形場景可視化是計算機3D圖形學研究的一塊重要領(lǐng)域，也是3D圖形渲染引擎的核心部分，在最近幾年來已經(jīng)廣泛應(yīng)用到3D游戲、虛擬現(xiàn)實、戰(zhàn)場環(huán)境仿真以及3D-GIS等多個應(yīng)用和研究領(lǐng)域。隨著3D可視化技術(shù)應(yīng)用的深入和計算機硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對大規(guī)模地形場景的渲染提出了更高的要求。同時伴隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，獲取地形高程信息以及地球影像數(shù)據(jù)也得到了快速發(fā)展，這就為3D-GIS的發(fā)展提供了最基本的數(shù)據(jù)。在3D-GIS領(lǐng)域中，大規(guī)模地形渲染

2、是它的基礎(chǔ)核心部分，有助于用戶對空間數(shù)據(jù)相互關(guān)系及其分析結(jié)果的直觀理解，也是構(gòu)建數(shù)字地球的一個重要組成部分。
　　本論文來源于實際3D-GIS項目，實現(xiàn)了大規(guī)模地形場景的實時渲染，為城市規(guī)劃、防洪減災、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)平臺。本文首先介紹了規(guī)模地形實時繪制的起源、發(fā)展、典型算法及其國內(nèi)外的相關(guān)工作;然后詳細介紹了3D數(shù)學基礎(chǔ)以及地形模型生成技術(shù)，包括3D常見坐標系、數(shù)學變換、圖形渲染流水線以及地形可視化技術(shù);并且采用分

3、層分塊的金字塔模型處理大規(guī)模虛擬地形場景的可視化問題，結(jié)合LOD技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了一個大規(guī)模地形的縱向分層橫向分塊的解決方法，詳細說明了金字塔模型分層分塊方案的規(guī)則和方法;最終實現(xiàn)了一個基于四叉樹結(jié)構(gòu)的大規(guī)模地形實時渲染漫游系統(tǒng)，并對加載與渲染大規(guī)模城市模型進行了研究與優(yōu)化。
　　本論文的研究成果已被應(yīng)用于3D-GIS領(lǐng)域，包括土地利用管理系統(tǒng)、礦山開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)、小城鎮(zhèn)綜合管理系統(tǒng)等，這些可視化系統(tǒng)的特點是其在數(shù)據(jù)處理上都具有大規(guī)模