大规模地形建模的研究

针对目前各种大规模地形建模的优缺点,并结合目前流行的地形建模方法,提出一种较为真实的地形建模方案。为达到更真实的模拟,对地形泥土腐蚀现象做了研究,提出了一种基于细胞自动机的腐蚀模拟方法。     

一种支持大规模多种精度地形的实时绘制算法

为加强大规模地形数据的表现能力,通常采用地形叠加或地形编辑等方法在局部地形数据上构建更高精度的细节模型.因而如何将大规模地形数据与具有高精度的细节数据进行实时融合与绘制成为一个迫切需要解决的问题.基于Geometry Clipmap方法对这一问题开展研究,给出了一种支持大规模多种精度地形的实时绘制算法.在预处理阶段,对大规模地形数据采用clipmap结构进行组织,对细节数据使用mipmap结构进行组织;在运行阶段,重点针对clipmap更新所引起的不同种精度数据间特有的"F"形空洞进行分析和处理,使用过渡带结构对空洞区域进行修补,并对修补后的顶点进行了平滑处理.实验结果表明,该方法有效解决了"F"形空洞并支持大规模地形及细节数据的实时绘制.     

基于静态LOD的海量地形绘制中的接缝算法

为了解决海量地形分块绘制中块间接缝的问题,并在消除裂缝的同时保证地形绘制的高效性,在静态LOD算法的基础上,提出了多重边界算法.该算法把地形块边界的细节层次设置成多重的,且可以和中心三角形网脱离、合并.在绘制时,是以整个边界为单位动态地改变边界的细节层次,以实现与相邻块的无缝连接,避免每帧对边界上的点进行遍历然后重构三角形以节省了计算量.开发了软件系统,实验结果表明该算法是一种接缝效果良好,绘制效率高的算法.     

地形辅助导航技术的研究

介绍了地形辅助导航系统的工作原理、系统组成和技术应用,着重介绍了地形辅助导航系统中位置估计、数字地图、实测高程数据采集、存储技术、组合导航、数字相关器等几项关键技术,并通过数据统计和分析对地形辅助导航系统进行了论证。     

瞬变电磁法在变电站地质物探中的应用

在电力系统地质探测方面,为了查明引发滑坡的地质形态特征,简要介绍了瞬变电磁法(TEM)的工作原理及其探测方法,并以滇东北区某变电站周边边坡进行探测为例,通过对视电阻率成像图进行分析,得到了视深断面图的地形特征,总结了地质形态的分布情况.与传统的电阻率法相比,瞬变电磁法能够高效、简便地运用在山地环境的地质物探中.     

基于改进流体扰动算法与灰狼优化的无人机三维航路规划

针对复杂地形环境下的无人机三维航路规划问题, 提出一种基于改进的扰动流体动态系统与灰狼优化理论的混合航路规划算法. 构建改进的扰动流体动态系统数学模型, 通过修正初始汇流得到扰动流场, 流场流线即可看作规划航路, 能有效避免驻点、局部陷阱等问题. 通过模拟灰狼群体的等级制度和捕食策略, 并引入个体记忆功能和优胜劣汰选择规则, 对障碍物反应系数进行寻优. 仿真结果表明, 规划出的三维航路平滑、可飞, 具有良好的避障特性.

     

基于A*算法的三维地图最优路径规划

研究了基于A*算法的适合人步行行走的山地环境下三维地图最优路径规划算法及实现.本文考虑了三维山地无路网信息覆盖的条件较差环境,对A*算法进行改进,并利用三维地形DEM数据计算出一条相对平缓且长度较短的三维路径.改进算法对三维条件下路径最短的评价标准由原有的空间距离累加最短改进为先将空间等效成水平距离,再计算距离是否最短.同时,本文充分考虑了搜索点周围环境的整体坡度信息作为启发信息,来降低算法寻找的路径走在陡坡上的概率.实验表明,本算法最终计算出的三维最优路径在平缓度及路径最短上有所改善,基本符合人步行行走的习惯.     

基于LOD的海量地形数据并行渲染技术

随着地球空间信息技术的发展,建立具有海量空间数据的大规模虚拟地形场景越来越重要. 然而,面对海量的地形数据,如何简化地形,提升绘制与渲染效率,是地形渲染的关键. 本文对LOD地形渲染技术、大规模数据集的分析与处理、并行计算等相关技术进行了研究,提出了基于LOD的海量地形数据并行渲染技术. 该技术首先使用LOD四叉树简化地形,其次结合多核CPU并行计算的方法提升效率,最后结合大规模数据调度策略,实现了海量地形数据的并行渲染,并分析对比了非并行和并行情况下的实验结果. 本文所取得的理论与技术方面的成果可为大规模场景渲染提供新的技术思路.     

山脉图像轮廓线引导的三维虚拟地形合成EI北大核心CSCD

三维地形在构建各种虚拟室外场景中具有重要的作用,而现有地形合成算法存在合成结果不可预期、合成过程人工参与较多等不足.为此,提出一种直观便捷且自动化的真实感三维地形合成算法.首先从用户给定的一幅二维图像中提取真实地形山脉轮廓线;然后借助卷积神经网络模型预测每一条轮廓线的深度,并根据深度和二维图像成像逆过程将轮廓线映射到三维空间;最后以三维空间中的轮廓线为地形的全局特征草图,以具有局部细节特征的地形块为基本元素,通过块拼接、融合、高程匹配等操作合成三维地形.实验结果表明,该算法能够在真实地形山脉轮廓线的约束下自动化地合成结果可预期的真实感三维地形.