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虚拟地形环境中地形数据金字塔模型的建模和处理技术的研究

作 者: 郭力刚
导 师: 陈刚
学 校: 解放军信息工程大学
专 业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 虚拟地形环境 金字塔模型 多分辨率 多线程 并行处理 OCCI
分类号: P209
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 58次
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内容摘要


本文针对全球多分辨率地形数据显示和访问的需求,对TB级数据量三维地形数据的组织、存储、处理流程及效率问题进行了研究。建立了通用的三维地形数据金字塔模型,设计了三维地形数据处理的技术流程,提出了三维地形数据处理的优化方案,探索了基于多机的并行数据处理方法。主要的研究内容包括以下几个方面:1、基于金字塔结构设计了全球三维地形数据的组织模型。对金字塔模型的分层、分块方法的进行了择优选择,设计了一个具有一定通用性的,适应多种三维地形显示算法和数据调度机制的分层分块方案。2、针对三维地形显示对数据存储的要求,分别建立了基于文件和数据库的三维地形数据的理论和物理存储模型,利用Oracle的分区表技术解决了数据库存储方式中物理表有效管理的问题。3、设计了三维数据处理流程,对数据分块读取、数据重采样、纹理压缩等关键环节着重进行了研究和实验。通过OCCI实现对Oracle数据库的高效操作,并利用数据泵技术提高Oracle数据库的数据迁移速度。4、在多线程技术的运用、内存的有效管理、影像数据补齐操作的简化和用户操作的简便性等关键技术方面进行了设计和实验,提高了三维地形数据的处理效率。5、在多机并行处理方法上开展了探索性的研究。提出了能够减少多机处理中并发冲突的任务划分方式,设计了多机并行处理的具体实现流程。6、通过程序设计和实验,对本文所设计的方法进行验证。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 研究目标和内容  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-15
    1.3.1 关于全球金字塔模型空间划分和数据组织方式的研究  11-12
    1.3.2 并行处理技术  12-14
    1.3.3 GoogleEarth框架介绍  14-15
  1.4 论文组织  15-17
第二章 基于金字塔模型的地形数据组织方式的研究  17-29
  2.1 金字塔模型  17-18
  2.2 四叉树结构  18-19
  2.3 分层分块方案的选择  19-22
  2.4 存储方案的设计  22-28
    2.4.1 文件组织方式  23-25
    2.4.2 数据库组织方式  25-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章 三维地形数据处理流程的设计及其优化  29-51
  3.1 三维地形数据处理流程  29-31
  3.2 影像分块读取  31-32
  3.3 数据重采样  32-36
    3.3.1 纹理数据重采样  32-34
    3.3.2 高程数据重采样  34-36
  3.4 纹理压缩  36-38
    3.4.1 压缩方式的选择  36
    3.4.2 DXT压缩的原理及实现  36-38
  3.5 数据库操作的实现  38-44
    3.5.1 Oracle数据库和OCCI库的介绍  38-40
    3.5.2 基于OCCI的地形数据访问的实现  40-42
    3.5.3 数据迁移操作的实现  42-44
  3.6 处理过程的优化  44-50
    3.6.1 单机多线程处理流程设计  44-46
    3.6.2 内存管理优化  46-48
    3.6.3 减少像素补齐  48-49
    3.6.4 用户操作简化  49-50
  3.7 本章小结  50-51
第四章 三维地形数据多机并行处理方案的设计  51-61
  4.1 并行编程的实现方式  51-52
  4.2 并行性的实现模式  52
  4.3 MPI介绍  52-54
    4.3.1 MPI的功能  53
    4.3.2 MPI程序的两种模式  53-54
  4.4 多机并行处理方案的设计  54-60
    4.4.1 问题分析  54-55
    4.4.2 数据存储模式  55-56
    4.4.3 任务划分机制  56-59
    4.4.4 并行处理流程设计  59-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 软件设计实现与实验  61-69
  5.1 软件设计实现  61-63
    5.1.1 结构设计  61-62
    5.1.2 软件实现  62-63
  5.2 并行实验环境搭建  63-65
    5.2.1 并行硬件环境配置  64
    5.2.2 并行软件环境配置  64-65
  5.3 实验环境与数据试验  65
    5.3.1 实验环境  65
    5.3.2 实验数据  65
  5.4 实验结果  65-68
  5.5 本章小结  68-69
第六章 总结与展望  69-71
  6.1 研究工作总结  69
  6.2 进一步的工作  69-71
参考文献  71-73
作者简历 攻读硕士学位期间的主要工作介绍  73-74
致谢  74

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 一般性问题 > 电子计算机的应用
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