三維數(shù)字地球構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)今用戶對計(jì)算機(jī)的應(yīng)用提出更加新穎的真實(shí)感沉浸及人機(jī)友好交互的需求。圖形硬件加速技術(shù)以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究成果推動(dòng)了數(shù)字地球概念的發(fā)展。通過三維渲染技術(shù)使得展現(xiàn)一個(gè)高真實(shí)感、高分辨率，并允許在場景中漫游并進(jìn)行空間分析的虛擬地球成為可能。目前關(guān)于數(shù)字地形可視化的研究主要集中在對小規(guī)模的戶外場景地形的繪制算法及渲染速率的提升上。對于構(gòu)建全球海量數(shù)據(jù)的數(shù)字地球關(guān)鍵技術(shù)研究才逐漸起步。本文就在前人研究的成果上繼續(xù)探索與創(chuàng)新，提出自己一些有特色的

2、成果?？偨Y(jié)歸納國外技術(shù)領(lǐng)先的幾個(gè)數(shù)字地球系統(tǒng)的特點(diǎn)和技術(shù)路線。分析構(gòu)建三維數(shù)字地球需要應(yīng)用到的基本關(guān)鍵技術(shù)。涉及到目前不同數(shù)據(jù)采集方式下的數(shù)字高程模型（DEM）概念，地形中高程數(shù)據(jù)和紋理數(shù)據(jù)的來源及其軟件合成方法，以及基于LOD技術(shù)的地形網(wǎng)格多分辨率層次構(gòu)建算法。
　　本文采用金子塔模型對全球高程數(shù)據(jù)先進(jìn)行瓦片分割，并采用低數(shù)據(jù)冗余多分辨率層次存儲機(jī)制實(shí)現(xiàn)瓦片內(nèi)多分辨率層次構(gòu)造。同時(shí)為了減輕渲染過程的計(jì)算負(fù)擔(dān)，將地形瓦片內(nèi)的靜態(tài)誤

3、差損失在預(yù)處理階段計(jì)算并存儲在文件數(shù)據(jù)段中。最后研究了全球影像數(shù)據(jù)的預(yù)處理，對紋理影像也進(jìn)行金字塔模型構(gòu)建。根據(jù)實(shí)時(shí)可視化技術(shù)的需要，對地形數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)選取和多線程調(diào)度。分別對球面地形數(shù)據(jù)預(yù)加載過程和近地平面地形數(shù)據(jù)預(yù)加載制定不同的方案。對于遠(yuǎn)距離的球面模型渲染在一定視距范圍以外都只調(diào)度紋理數(shù)據(jù)，不讀取高程數(shù)據(jù)。重點(diǎn)提出一種新的近地平面地形中依賴視線方向和運(yùn)動(dòng)趨勢的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)度方案，并根據(jù)渲染需求的緊迫性對各地形塊分配高中低的調(diào)度優(yōu)先級，