基于混合DEM数据存储结构的三维地形可视化

为了解决三维地形可视化中的海量数据快速高精度渲染问题,基于创建三维地形所使用的两种主要数字高程模型TIN（Triangulated Irregular Network）和GRID,研究了模型采样点的分布特征、各自优缺点以及存储数据结构,给出了构建混合DEM（Digital Elevation Models）模型的方法,详述了构建混合模型,计算地形复杂度的方法,混合模型的数据结构及三角网生成算法。通过实验说明了混合模型用于三维地形可视化的优势。     

基于联合Delaunay三角网的等高线地形特征提取研究

分析了基于等高线的地形特征自动提取过程，提出了一种“联合Delaunay三角网”来探测和分析等高线群的弯曲，同时提出了“三角形局域连接方法”来解决地形特征线连接的难点．结果表明：与传统Delaunay三角网方法相比，利用“联合Delaunay三角网”和“三角形局域连接方法”能自动提取更完整的具有树结构的地形特征线．     

一种航迹规划地形分析的改进算法

巡航弹航迹规划因地形参数不同而直接影响到规划方法与最终所得的航线的优劣，本文提出了巡航弹航迹规划地形分析的一种改进算法，包括由地形图已知点生成德朗利三角网的改进算法和由德朗利三角网找出通视点的改进算法．经仿真实验表明该算法可用性强、速度快，易于在规划作业过程中应用，包括实现部分地形图的变更和动态增加各种火力点等障碍物．     

多波束海底地形等深线快速生成算法

为解决大数据量海底地形等深线快速生成问题,提出一种基于等深值索引序列的等深线快速生成算法.该算法通过建立深度属性和等深值索引属性的映射关系,将浮点型深度属性三角网转化为整型索引属性三角网,并在此基础上提出一种基于0/1异或的等深线走向快速判断方法进行等深线跟踪,实现等深线的快速生成.实测海底地形数据的测试结果表明,与常规算法相比,该算法具有更快的生成速度并且十分适合计算机编程实现,能够快速、准确地从大数据量数字海底地形中生成等深线.     

基于三角网格的三维地形局部贴图方法的研究

纹理映射技术是一种提高图形真实感的有效手段.目前常用的一些三维开发软件，如Vrml、Java3D，一整片曲面只能一次加一种纹理，不能满足以不同的纹理贴图来表现不同地貌的需求.为此给出一种基于三角网模型的三维地形的局部贴图方法，在整个三角曲面片中，通过用户划定范围并且对划定后的范围进行局部贴图，从而可在一个曲面片上表现不同的地貌特征.该方法优于通过多张地形曲面表现多地形不同地貌的方法.     

基于D-TIN和OpenGL技术的给水管网水质三维可视化

以余氯浓度作为水质参数，实现了给水管网水质的三维可视化。先计算出节点余氯含量；再对由节点平面坐标和节点余氯含量构成的三维空间散点(x，y，z)，用Delaunay三角网构网原则建立不规则三角网(TIN)；最后在VC 6．0中开发了OpenGL应用程序实现了三维可视化。将三维可视化技术引进给水管网水质管理中，不仅保证了给水管网水质数据的精度。而且还具有良好的可视性，很好的满足了实践需要。     

基于点云数据的主成分分析重构表面算法

提出一种基于三维点云数据的主成分分析重建三维表面模型的方法,该方法利用基于主成分分析的动态聚类方法对三维扫描数据进行聚类,进而对点云数据重构一点片,研究在局部利用二维三角网构网技术构建三角网,然后在考虑局部三角网边缘一致性的基础上组合成整体三维表面模型的算法。应用实例表明,该算法能有效地完成重建物体三维表面模型。     

基于最大外接圆的约束Delaunay三角剖分算法

目的 研究构建约束Delaunay三角网的方法 ,提高构建约束Delaunay三角网的速度.方法 基于生长法并利用分治法的思想,以约束边为基边分别向两侧重新构网,先构建Delaunay三角网,然后插入约束边并删除与约束边相交的边,按照构网条件对约束边两侧的空腔构网,直至约束边两侧构建成三角网,最后使其成为约束Delaunay三角网.结果 实验测试表明,在地形点数为5 000时,传统算法构建CDT时间为6 195 ms,笔者算法构建CDT时间为6 007ms,速度明显优于传统算法.结论 算法简单、运算速度快、内存开销小且易于实现.     

剖面三维坐标自动提取算法

在丙业处理中,如何从现有地形图上提取剖面线上点的三维坐标,一般采用人工方法,但这种方法效率较低。针对此情况,研究了如何实现利用地形图三角网文件自动提取三维坐标的方法,实践证明,该方法思路简单,效率高。     

基于Civil 3D的某山区复杂地形场平工程的土方量计算

以某山区复杂地形大面积场平工程土方量计算为例,运用Autodesk Civil 3D软件对施工场区内的土方进行数字信息建模和挖填土方量模拟计算,特别是对如何创建设计三角网曲面、裁剪曲面和计算土方量等进行研究和叙述。模拟结果表明经Autodesk Civil 3D创建的三维模型有利于快速进行复杂地形的土石方施工规划,可快速、准确地计算土石方量,以达到挖填平衡效果。     

基于分形布朗运动的地形建模及其参数分析

采用计算机图形学技术进行虚拟地形的三维建模,难点在于对地形非规则性的几何描述．基于分形布朗运动原理,对经典的Diamond—square算法进行了改进,得到了具有多特征的虚拟地形．对算法的参数进行了分析,并用计算机进行模拟实验．通过分析各参数对虚拟地形形状特征的影响,确定了各参数的有效区间,保证了算法灵活快速地生成真实感三维地形．     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

一种面向虚拟环境的真实感地形生成算法

给出了一种面向虚拟环境的地形生成算法模型．引入Perlin噪声作为地形高度生成器的基本模型,通过控制噪声的幅度和频率以及噪声叠加,可以生成形态各异的地形．在渲染过程中,使用了3D纹理映射技术,可以模拟随海拔高度而各异的生态景象．给出了一种地形描述脚本语言,能够以数据驱动的方式快速而方便地生成地形．实践证明,用该算法模型在普通PC平台上能够生成真实感较强的地形,并能方便地应用到虚拟现实系统中,满足实时模拟的需要．     

基于视觉观察的三维地形生成的组件实现

基于视觉观察的三维地形作为地形仿真的新思路，具有可视化、非编程和图形操作等特点.它不依赖于实测地形数据，使用者根据主观感受在三维场景中进行鼠标点击实时交互就能生成地形.主要研究组件化程序以及将其应用到地形生成软件的设计方法，并以基于视觉的维地形生成系统的开发为实例，给出了实现系统的总体框架结构和相应的组件结构以及相关技术难点的解决方法.并对其中三个关键问题进行分析，同时列举了其实现过程.     

基于OpenGL三维地形实时交互显示的实现

三维地形的实时动态显示是当前计算机图形学、地理信息系统等学科研究热点之一。以OpenGL作为渲染工具,结合其优点对三维地形可视化的实时性与交互性提出一些优化方法,以此提高渲染效果及交互能力,并介绍了两种动态显示方式。最后利用OpenGL与Visual C 读取某地区的DEM数据为例来说明三维地形可视化程序的主要结构。     

一种视点相关的地形三维实时渲染算法

地形三维可视化过程中Hoppe包围球视区裁剪算法计算距离时,包含了大量的乘除开方运算,效率低下,对部分节点建立的包围球扩大了节点占据的空间,易造成节点误判.针对这些情况,提出了一种新的地形渲染算法.该算法首先根据视图体投影对节点进行粗略判断,然后对相交部分数据块建立节点包围球进行二次判断,避免了节点误判造成的大量分解操作,提高了三维地形实时渲染的效率.     

海量地形三维仿真系统的设计与实现

在CTS和Vegaprime软件的基础上,建立海量地形三维仿真系统。收集中国福建省的ETM数据和数字高程模型数据,预处理后利用CTS软件生成虚拟纹理和地形格网,并进行纹理映射。在VegaPrime下引用地形格网和虚拟纹理形成三维的海量大地形场景,并基于MFC环境下实现海量大地形三维仿真系统。通过采用虚拟纹理技术、层次细节模型、大地形数据的组织、地形纹理的映射技术、大地形碰撞检测技术、大地形调度技术,解决了在大区域尺度下海量地形数据漫游的难点。     

三维地形的分形构造及其虚拟漫游

基于Diamond-Square算法构造了三维分形地形，经大量计算机数学实验，确定了三维地形具有真实感的参数范围，并构造了三维地形的虚拟漫游算法。     

三维插值方法在2 m温度评估中的应用

模式地形与实况站点地形高度间固有差异严重影响了2 m温度检验评估精度,传统二维插值方法仅满足预报要素与实况观测间经纬度二维空间上的一致性,而忽略了垂直方向的一致性问题,使得检验评估中预报与观测不在同一三维空间上进行检验,从而引起严重的评估误导.利用模式三维预报变量,结合近地面要素预报产品,建立新的近地面要素三维插值方法,以确保预报与观测在三维空间上保持一致性.利用2013年7月整月24 h预报产品与观测的对比分析发现,新插值方法有效地改进了由于地形误差引起的评估误导问题,在不同地形高度条件下均保持了较为一致的误差分布趋势,显示其评估结论不受地形因素影响,具有更好的实际应用价值.进一步关注新插值方法在复杂地形区不同模拟分辨率条件下的评估改进效果,采用GRAPES区域预报模式(GRAPESMESO4.0)针对2012年7月个例,对青藏高原复杂地形区进行了不同分辨率(45、15、5和2 km)条件下的60 h模拟敏感分析,结果表明新插值方法在高分辨率条件下(2 km)依然显示出明显的改进优势.     

Vision navigation for aircrafts based on 3D reconstruction from real-time image sequences

In this paper,we propose a novel vision navigation method based on three-dimensional(3D)reconstruction from real-time image sequences.It adapts 3D reconstruction and terrain matching to establish the correspondence between image points and3D space points and the terrain reference(by using a digital elevation map(DEM)).An adaptive weighted orthogonal iterative pose estimation method is employed to calculate the position and attitude angle of the aircraft.Synthesized and real experiments show that the proposed method is capable of providing accurate navigation parameters for a long-endurance flight without using a global positioning system or an inertial navigation system(INS).Moreover,it can be combined with an INS to achieve an improved navigation result.