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海量地形数据的组织模型和调度策略研究

作　者: 袁建锋
导　师: 崔铁军
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: 金字塔模型 视景体裁切 数据组织 数据调度 多线程 地形可视化
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 72次
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内容摘要


三维虚拟地形环境的构建在国民经济、国防建设等方面都有着广泛的应用,一直一来都是计算机图形学、虚拟现实、地理信息科学等领域的研究重点和热点。海量地形数据的组织和调度是实现三维虚拟地形环境的基础和关键。本文在深入研究数据组织和调度相关技术的基础上,设计了海量地形数据的组织模型和动态调度策略,并从理论到实践进行了全面的研究和探讨,主要工作与创新点包括:(1)设计了基于金字塔的海量地形数据组织模型。从合理、方便地利用地图数据进行大规模三维虚拟地形环境的构建这一角度出发,以对海量地形数据进行分层、分块组织为基本思想,对海量地形数据进行基于金字塔模型的组织,并建立快速的索引。(2)设计了一种基于视景体与地形求交的视景体裁切算法,解决了数据调度过程中地形数据的实时裁减问题。(3)详细阐述了海量地形数据的实时动态调度策略和数据调度与渲染的多线程机制。通过数据在内外存之间的动态调度与绘制线程和数据调度线程的并行化处理,实现了内存中数据载入和删除的动态平衡。(4)提出了适应于图形硬件的海量地形数据可视化算法。在分析了图形硬件的发展对地形可视化算法的影响的基础上,归纳出在新的条件下地形可视化算法应具有的特点,提出了适应于图形硬件的海量地形数据可视化算法,并通过实验验证了该算法的可行性及效率。(5)开发了数据预处理系统,实现了大区域地形数据的预处理;开发了海量地形实时绘制原型系统,实现了大范围多尺度的三维地形实时绘制。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 研究目的  9-10
  1.3 国内外研究现状及存在的问题  10-17
    1.3.1 地形可视化算法  10-12
    1.3.2 海量地形数据存储与调度策略  12-15
    1.3.3 图形硬件的发展对地形可视化的影响  15-17
  1.4 主要研究内容  17
  1.5 论文的主要内容和组织结构  17-18
  1.6 本章小结  18-19
第二章 基于金字塔模型的海量地形数据组织  19-31
  2.1 海量地形数据组织的基本原则  19-20
  2.2 常用数据组织方案的分析  20
  2.3 多分辨率金字塔模型  20-21
  2.4 基于金字塔模型的规则格网数据的组织  21-28
    2.4.1 基于图幅的规则格网地形数据分层分块方案  21-22
    2.4.2 基于地形图图幅数据的瓦片金字塔构建  22-25
    2.4.3 瓦片的编码与索引  25-28
  2.5 纹理数据组织  28-29
  2.6 实验与结论  29
  2.7 本章小结  29-31
第三章 大规模地形数据的调度策略  31-41
  3.1 数据调度的基本策略  31
  3.2 视景体裁切  31-38
    3.2.1 视景体裁切的基本原理  31-32
    3.2.2 视景体裁切算法分析  32-34
    3.2.3 基于视景体与地形求交的视景体裁切方法  34-37
    3.2.4 实验与分析  37-38
  3.3 瓦片的实时调度策略  38-40
    3.3.1 瓦片的实时调度算法  38-39
    3.3.2 多线程机制  39-40
  3.4 本章小结  40-41
第四章 适应图形硬件的大规模地形实时生成算法  41-52
  4.1 地形可视化算法研究现状分析  41-43
    4.1.1 地形可视化算法研究现状  41-42
    4.1.2 算法分析  42-43
  4.2 视相关多分辨率地形可视化算法关键技术研究  43-46
    4.2.1 误差尺度  43
    4.2.2 裂缝消除方法  43-46
  4.3 适应图形硬件的大规模地形实时生成算法  46-50
    4.3.1 视相关层次选择算法  46-47
    4.3.2 分块地形的裂缝消除算法  47-48
    4.3.3 三角形条带组织  48
    4.3.4 构建Cache  48-49
    4.3.5 实验与分析  49-50
  4.4 本章小结  50-52
第五章 大规模地形可视化系统的实现  52-57
  5.1 框架体系与模块设计  52-54
    5.1.1 数据预处理模块  52
    5.1.2 地形渲染模块  52-54
  5.2 系统的实现  54-56
    5.2.1 软硬件条件  54
    5.2.2 实验数据  54
    5.2.3 实现步骤  54-56
  5.3 本章小结  56-57
第六章 总结与展望  57-59
  6.1 总结  57
  6.2 下一步要进行的工作  57-59
参考文献  59-62
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  62-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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