三維地形動態(tài)多分辨率建模與關鍵算法的研究.pdf

1、在當代快速發(fā)展的信息社會中，地理信息系統(tǒng)(GIS)逐漸顯現(xiàn)出它的重要性，大規(guī)模三維地形數(shù)據(jù)的快速高效地處理以及實時動態(tài)可視化已經(jīng)成為GIS領域研究的重點和難點。為了滿足人們對虛擬場景的視覺感受，讓他們更好地體驗虛擬世界，首先需要保證模擬場景的逼真性，其次需要具有可以滿足觀察者視覺的幀速。雖然現(xiàn)在的硬件得到了快速的發(fā)展，但是仍然難以滿足上述兩方面的要求。因此，從軟件角度出發(fā)，研究模型生成和數(shù)據(jù)簡化算法，降低算法的時間和空間復雜度是十分必要

2、的。
　　本文圍繞提高實時顯示速度和數(shù)據(jù)處理效率這一關鍵問題，通過運用三維地形繪制的理論知識與相關技術方法，重點對自適應的動態(tài)多分辨率LOD模型和基于小波分析的動態(tài)多分辨率建模開展研究。提出了一種新的節(jié)點重要性評價策略和基于小波變換的多級緩沖機制，為大規(guī)模三維地形數(shù)據(jù)的調度和細節(jié)層次模型的選擇提供了科學依據(jù)和保障。
　　本文的主要研究工作和取得的成果如下:
　　(1)深入研究了三維空間建模的理論基礎、虛擬現(xiàn)實技術以及三

3、維地形動態(tài)多分辨率建模中的一些方法和理論，分析比較了不同建模方法的優(yōu)缺點。
　　(2)由于空間數(shù)據(jù)的規(guī)模比較大，為了解決數(shù)據(jù)訪問效率低的問題，首先根據(jù)觀察者的視距對數(shù)據(jù)進行分塊，其次根據(jù)不同數(shù)據(jù)塊的優(yōu)先權和調度策略進行內外存的合理調度。數(shù)據(jù)在內外存的調度主要是通過設計緩存、內存以及外存之間的映射關系，對實時所需的地形數(shù)據(jù)進行合理高效的調度，進而提高讀取數(shù)據(jù)的速度并減少對外存的訪問。
　　(3)為了解決細節(jié)層次間的平滑過渡問題

4、，提出了一種新的節(jié)點顯示重要性的判斷方法，進而建立相應的地形細節(jié)模型。分析了三角網(wǎng)在實時構建時的細分和簡化過程。
　　(4)利用小波分析具有較好的局部化特性，通過伸縮平移變換運算后，信號可以被逐步分成不同分辨率精度的細化模型。實質上的地形數(shù)據(jù)就是二維離散信號，可以對地形數(shù)據(jù)做類似信號的處理，然后把地形數(shù)據(jù)進行小波變換得到一系列不同的小波系數(shù)，它們有可以反映地形數(shù)據(jù)整體趨勢的低頻部分的系數(shù)，也有可以反映地形數(shù)據(jù)局部細節(jié)特征的高頻成分