基于Delaunay三角形的三维数字地图生成算法

潜艇应用地形匹配技术是近年来导航技术领域的研究新方向，而海底数字地图的制作是潜艇海底地形匹配定位技术的基础。该文首先给出了电子海图水深数据的提取方法，然后基于处理大规模散乱数据的Delsunay三角形，提出了一种利用电子海图水深数据模拟形成三维数字高程模型(DEM)的算法，最后进行了数字仿真，仿真结果证明该算法是可行的。该文提出的新思路对海底数字地图的模拟具有重要的参考价值，为海底地形匹配定位技术的研究提供了必要的前提。     

三维海底栅格地形在潜器路径规划中的应用

针对海底三维环境空间中的水下潜器路径规划问题,提出了一种采用蚁群算法在海底三维栅格空间中的潜器路径规划方法。对从海图中提取的水深数据建立三角网,经过随机中点位移插值后利用三角网内插生成规格网格数据,进而提出了海底地形栅格化处理方法,建立海底三维栅格化模型。对蚁群算法（ACO）进行了改进,定义了粒子的可视域。利用改进的蚁群算法在海底栅格空间中迭代求取最优路径。实验仿真得到了一条安全、简洁的路径,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于数字图像处理的海底三维地形重建方法

水下地形匹配辅助导航是目前导航领域研究的新方向,而分析地形匹配算法需要以水下三维数字地图为基础。为了得到满足匹配精度要求的海底三维数字地图,提出了一种利用GeoTIFF格式的海底地形图像重建数字高程模型(Digital Ele-vation Model,DEM)的方法:首先提取图像中的像素颜色信息和地理信息,然后通过数字图像处理技术得到水深数据规则网格,利用插值方法进行平滑处理,最后对海底三维地形进行重建并利用该图进行了地形匹配仿真。仿真结果证明了上述方法是有效地获取海底数字地图手段,为分析海底地形匹配算法提供了基础。     

基于Hausdorff距离的海底地形匹配算法仿真研究

地形匹配算法是海底地形辅助导航系统的关键技术之一。根据海底地形的特殊特性，传统地形匹配算法直接应用于STAN时，易出现定位精度大幅降低和算法不稳定性问题。该文提出一种基于地形轮廓匹配原理的新算法，该算法利用改进的Hausdorff距离作为水深实时测量曲线与海底地形图水深曲线之间的度量函数。改进的Hausdorff距离对匹配对象存在的小误差不敏感，在一定程度上还可反映空间两条曲线的方位关系，该算法定位精度高、稳定性好。利用某海域地形图进行的仿真实验表明：该算法是可行的，定位精度比现有算法提高一倍左右。     

基于关键点的海底地形模型简化生成方法研究

针对规则网格模型显示低分辨率海底地形易忽略海底关键地形水深信息的问题,通过对海底地形地貌特点的分析,提出了一种基于关键点的海底地形模型生成方法.该方法从高分辨率地形模型中选择水深特征点作为关键点,用于低分辨率的地形模型绘制.实验结果表明:用该方法绘制的低分辨率海底地形比规则网格地形模型表达的信息更丰富.为了更直观的表达海底底质和水深信息,采用了纹理贴图,取得了很好的效果.     

三维海底地形仿真的研究

针对快速绘制大规模海底地形的问题,提出基于几何多重映射算法与分形算法相结合生成地形的方法,采用顶点索引和分层分块的方法来组织地形数据。该方法对三维海底地形模型进行子块划分,通过可见性判别只显示视区内的子块。同时建立一种基于块和视点的简化准则,通过该准则提出消除不同细节层次的地形块之间的裂缝的方法,以保证地形精简过程中不丢失必要的细节。仿真实验证明该研究成果能够有效实现地形的实时绘制。     

一种改进的地形熵匹配导航算法

提出了一种改进的地形熵辅助导航算法.因为地形熵算法丢掉了地形的相对位置信息及对地形数据做了归一化处理,使得其在地形跟随/地形回避中的应用存在着匹配误差容易发散的问题.基于此点,提出了基于卡尔曼滤波的惯性地形辅助导航方法,交互信息量等方法的地形熵算法,以改进该算法在地形跟随/地形回避中应用的性能.最后用matlab软件根据分形学中Weierstrass-Mandelbrot函数产生了模拟的数字地图,并对该地形匹配导航方法作了仿真研究,仿真结果表明该方法可以抑制误差的发散,并提高了地形匹配的定位精度.     

海底地形辅助导航系统仿真技术研究

文章提出了一种适于水下应用的海底地形匹配方案。介绍了该系统的原理及匹配算法。建立了海底地形辅助导航系统仿真模型,并进行了计算机仿真,仿真结果表明,海底地形辅助导航系统可以有效地掏惯导系统的位置误差,提高导航精度 。     

基于Perlin噪声的高分辨率地形仿真方法

高分辨率地形数据是虚拟现实、军事可视化仿真等方面研究的重要素材,地形的精细、逼真程度,直接影响到仿真的效果.但分辨率很高的地形数据难以直接获取,一种典型的解决方法是采用特定算法在低分辨率数据的基础上生成仿真地形数据.Perlin噪声具有分形、频率振幅可控等特点,通过不同频率的三维Perlin噪声叠加,可以生成不同细节程度的地形数据.将Perlin噪声模型应用于从低分辨地形数据构造高分辨率地形数据,可以较好地模拟原始地形的地理特征,具有较高的保真度.文章基于Perlin噪声模型设计、实现高分辨率地形重构算法,并采用可视化仿真的方法对该方法和简单随机噪声方法进行检验,仿真结果表明该方法能够更好地满足要求.     

从随机非概率数据中提取粗糙度及其可靠度

针对高程数据不能直观反映地形粗糙度和坡度的问题,提出了地形高程数据的预处理算法和地形特征提取算法并完成相应的地形特征提取。该方法的创新性在于首次将双线性插值重采样算法应用于地形高程数据的预处理和地形特征提取,并建立了相应的数学模型;通过应用某数字地形进行仿真验算表明,基于高程数据的地形信息提取方法是可行且可靠的;为精确识别目标信息和进行地形风险评估提出了一种新的研究思路。     

Generation algorithm of grid model for complex terrain based on geodetic coordinate data transformation

Grid model construction is one of the preconditions for computational fluid dynamics (CFD) simulation. As many environmental accidents or unfavorable incidents occur in complex real terrain circumstances, corresponding grid model generation algorithm for scenario simulation has become a hot research field. The digital elevation model (DEM) is common for three-dimensional terrain modeling. DEM data usually consist of a certain number of geodetic coordinates, however, CFD preprocessing platform can't identify geodetic coordinates directly. In this paper, firstly an algorithm of coordinate transformation was proposed, which could convert geodetic coordinates to Cartesian coordinates in the form of length (x), width (y) and height (z). Secondly, another algorithm that generates a complex real terrain grid model was recommended based on the algorithm mentioned previously, which could import converted terrain data into a gridding platform for constructing the CFD terrain grid model. Experiments’ results showed that the terrain grid algorithm obtained through the combination of the two algorithms is highly geometrically consistent with real terrain. The algorithm provided by this study could give a more reliable and convenient basis for the application of CFD fine simulation in real complex terrain.     

基于OpenGL实现海底地形显示的研究

该文提出了一种三维海底地形的显示方法，该方法具有较高的真实感，能够逼真地模拟出海底复杂的地形环境；同时，该方法还具有良好的计算性能，很好地满足了工程应用中对动画实时性的要求。另外，在底层运动控制方式的基础上，该文给出了高层的显示方案，提出简化三维海底地形的方法，从而保证了海底地形的真实感显示和运动模拟。     

Fast horizon computation at all points of a terrain with visibilityand shading applications

A terrain is most often represented with a digital elevation map consisting of a set of sample points from the terrain surface. This paper presents a fast and practical algorithm to compute the horizon, or skyline, at all sample points of a terrain. The horizons are useful in a number of applications, including the rendering of self-shadowing displacement maps, visibility culling for faster flight simulation, and rendering of cartographic data. Experimental and theoretical results are presented which show that the algorithm is more accurate that previous algorithms and is faster than previous algorithms in terrains of more than 100,000 sample points     

基于分形与纹理映射的3D地形仿真

文章研究了基于分形与纹理映射技术的3D地形仿真技术.该技术通过分形插值算法与DEM数据矩阵的线性变换构建出各类特征的地形模型,并利用分形纹理及位图纹理,通过纹理映射技术及光照模型仿真出平原、高山、草地、海洋等各类地形地貌,实现了具有逼真效果的3D地形的视景仿真,并可运用交互技术实现在视景终端以任意角度和高度进行观察.研究结果表明,文中提出的基于分形与纹理映射的地形仿真技术,方法简洁,地形生成速度快,地形、地貌仿真效果逼真生动,适用范围广,具有很好的应用价值.     

基于GA的矢量数据压缩优化算法

矢量数据压缩在地形环境仿真、制图综合、GIS等研究中具有重要作用,对增加移动设备的存储能力和提高矢量数据的网络传输效率来说是一项很重要的工作。根据遗传算法理论、Douglas-Peucker算法和矢量数据的特点,提出了基于GA的矢量数据压缩的模型和方法。通过对构成曲线的结点进行二进制编码,以压缩后结点数较少和误差较小为优化目标,并利用Douglas-Peucker算法控制选择、变异和交叉的有效性,所得最优解中值为1的基因对应压缩后的曲线结点。实验结果表明,该方法能够得到较大的压缩率。     

视相关地形多分辨率模型在飞行仿真中的应用

对于飞行仿真中海量地形数据,现有的软硬件无法直接对其进行实时连续的绘制,采用视点相关的层次细节模型可以有效地提高实时绘制的性能.该文针对飞行仿真中大地形实时显示问题,对现有的视点相关多分辨率模型算法进行了改进,采用四叉树结构来表示地形,给出了节点的数据结构和构建四叉树的算法;提出了一种新的细节层次选择误差度量标准;实现了视点相关的连续多分辨率地形网格的简化和实时绘制.     

基于视景仿真的航行训练仿真器的设计

该文结合当前的视景仿真技术发展和船艇航行训练仿真器的实际需求,设计了基于视景仿真技术的分布交互式船艇航行训练仿真器体系结构,详述了数学建模和三维建模的难点及过程,并对系统中的三维鼠标的应用、数据手套的应用、海底地形建模倒丶际踅辛松钊胙芯？详述了系统的人机交互界面体系,具体阐明了系统对视点、碰撞检测、虚拟手的控制,最后阐述了该虚拟现实仿真器的实现,实际使用表明该仿真器具有一定实用性,文章结尾还指出今后进一步研究的方向.