19316.基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場景實時繪制技術(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)字地形場景實時繪制技術(shù)研究ResearchonLargescaleDigitalTerrainSceneRealtimeRenderingBasedonTIN作者姓名：筮勝莖學(xué)科、專業(yè)：地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)學(xué)號：絲lQ魚!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重要內(nèi)容，它通過直觀的方式對采集的地理信息進行可視化表達，一方面有利于地形地物的識別，另一方面方便了對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?！皵?shù)字地球”概念的提出將地理信息的表達和處理帶入數(shù)字化時代，在此時代背景下，地理信息數(shù)據(jù)量亦呈現(xiàn)爆炸式增長，大規(guī)模地形場景的實時可視化成為構(gòu)建“數(shù)字地球”的一項基本手段，在眾多領(lǐng)域存在著廣泛的應(yīng)用。通常情況下，大規(guī)模地形場景的實時

3、繪制包括三類方法：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，鮮有成功應(yīng)用的例子。由于不規(guī)則三角網(wǎng)在地形表達和數(shù)據(jù)適應(yīng)性方面的獨特優(yōu)勢，本文對這一方法進行深入研究，并最終設(shè)計實現(xiàn)了一個基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場景實時繪制的原型系統(tǒng)。實驗表明該系統(tǒng)能達到每秒10幀以上的繪制速度，具備了一定的實時繪制能力；屏幕上點的分布密度均勻，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)字地形場景實時繪制，首先要解決的是基于不規(guī)則三角網(wǎng)繪制的實現(xiàn)策略問題，其次是數(shù)據(jù)組織和動態(tài)調(diào)度問題，再次是不規(guī)則三角網(wǎng)的快速構(gòu)建問題，對這些方面，本文都進行了深入探討。同時，要完成大規(guī)模數(shù)字地形場景的實時繪制，頂點緩存區(qū)對象(VBO)、多線程技術(shù)(Multithread)、內(nèi)存映射技術(shù)(MemoryMapping)也是重要的關(guān)鍵技術(shù)，對這些技術(shù)，本文也進行了充分引入。本文所取得的創(chuàng)新成果主要包

5、括以下方面：(1)在點云數(shù)據(jù)組織和動態(tài)調(diào)度基礎(chǔ)上的三角網(wǎng)實時可視化方法。目前，基于三角網(wǎng)的地形場景可視化常用的方法是基于三角網(wǎng)組織地形場景數(shù)據(jù)，通過三角網(wǎng)的實時簡化或細化進行場景顯示。理論和實際均表明，這種方法難以適應(yīng)大規(guī)模地形場景實時繪制要求。本研究突破了這種思維定勢，采用簡單的方法，即使得系統(tǒng)同時具備了基于三角網(wǎng)和基于頂點的實時繪制能力。(2)一種新的快速高質(zhì)量的點云簡化算法。本文提出一種新的點云簡化算法，算法基于先控制后細部的思想