19316.基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制技術(shù)研究

1、碩士學(xué)位論文基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制技術(shù)研究ResearchonLargescaleDigitalTerrainSceneRealtimeRenderingBasedonTIN作者姓名：筮勝莖學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)學(xué)號(hào)：絲lQ魚(yú)!窆指導(dǎo)教師：型垂至!閨造塞完成日期：2Q!三生目蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversitym腫l刪6刪力哪4刪8舢3舢Z一刪Y蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在GI

2、S界，地理信息可視化一直是一項(xiàng)重要內(nèi)容，它通過(guò)直觀的方式對(duì)采集的地理信息進(jìn)行可視化表達(dá)，一方面有利于地形地物的識(shí)別，另一方面方便了對(duì)地理信息的空間分析和數(shù)據(jù)處理，在與地理信息相關(guān)的各領(lǐng)域都發(fā)揮著極為重要的作用。“數(shù)字地球”概念的提出將地理信息的表達(dá)和處理帶入數(shù)字化時(shí)代，在此時(shí)代背景下，地理信息數(shù)據(jù)量亦呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，大規(guī)模地形場(chǎng)景的實(shí)時(shí)可視化成為構(gòu)建“數(shù)字地球”的一項(xiàng)基本手段，在眾多領(lǐng)域存在著廣泛的應(yīng)用。通常情況下，大規(guī)模地形場(chǎng)景的實(shí)時(shí)

3、繪制包括三類(lèi)方法：基于規(guī)則格網(wǎng)的繪制方法、基于不規(guī)則三角網(wǎng)的繪制方法和基于點(diǎn)模型的繪制方法，其中，基于不規(guī)則三角網(wǎng)的繪制方法由于模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前的研究并不多見(jiàn)，鮮有成功應(yīng)用的例子。由于不規(guī)則三角網(wǎng)在地形表達(dá)和數(shù)據(jù)適應(yīng)性方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，本文對(duì)這一方法進(jìn)行深入研究，并最終設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制的原型系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)能達(dá)到每秒10幀以上的繪制速度，具備了一定的實(shí)時(shí)繪制能力；屏幕上點(diǎn)的分布密度均勻，取得

4、了較好的繪制效果?；诓灰?guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制，首先要解決的是基于不規(guī)則三角網(wǎng)繪制的實(shí)現(xiàn)策略問(wèn)題，其次是數(shù)據(jù)組織和動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題，再次是不規(guī)則三角網(wǎng)的快速構(gòu)建問(wèn)題，對(duì)這些方面，本文都進(jìn)行了深入探討。同時(shí)，要完成大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景的實(shí)時(shí)繪制，頂點(diǎn)緩存區(qū)對(duì)象(VBO)、多線(xiàn)程技術(shù)(Multithread)、內(nèi)存映射技術(shù)(MemoryMapping)也是重要的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)這些技術(shù)，本文也進(jìn)行了充分引入。本文所取得的創(chuàng)新成果主要包

5、括以下方面：(1)在點(diǎn)云數(shù)據(jù)組織和動(dòng)態(tài)調(diào)度基礎(chǔ)上的三角網(wǎng)實(shí)時(shí)可視化方法。目前，基于三角網(wǎng)的地形場(chǎng)景可視化常用的方法是基于三角網(wǎng)組織地形場(chǎng)景數(shù)據(jù)，通過(guò)三角網(wǎng)的實(shí)時(shí)簡(jiǎn)化或細(xì)化進(jìn)行場(chǎng)景顯示。理論和實(shí)際均表明，這種方法難以適應(yīng)大規(guī)模地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制要求。本研究突破了這種思維定勢(shì)，采用簡(jiǎn)單的方法，即使得系統(tǒng)同時(shí)具備了基于三角網(wǎng)和基于頂點(diǎn)的實(shí)時(shí)繪制能力。(2)一種新的快速高質(zhì)量的點(diǎn)云簡(jiǎn)化算法。本文提出一種新的點(diǎn)云簡(jiǎn)化算法，算法基于先控制后細(xì)部的思想