一、三维地形实时动态显示的核心技术研究（论文文献综述）
赵彦超[1]（2020）在《海洋水合物环境原位综合监测系统关键技术研究》文中认为随着陆地和浅海资源的日益消耗,海洋天然水合物资源因其储量丰富、清洁环保逐渐成为世界关注的焦点。由于海洋天然气水合物开发易诱发地质灾害,加剧温室效应,造成海洋生态污染,因此开发前后必须加强海底环境变化监测。国家重点研发计划项目“水合物开发环境原位监测与探测技术”提出了对水合物开发区域沉积物土力学性质、温压场、海底地形形变及海底渗流进行长期环境原位监测研究。在此背景下,本论文提出设计一套用于对水合物环境监测数据进行集中化管理与统一化显示的海洋水合物环境原位综合监测系统。通过对水合物环境监测数据资源整合和管理,实现试采区海底环境综合监测,辅助操作人员进行分析与决策。论文对水合物综合监测系统进行深入而全面的分析,明确系统业务需求及技术指标,分析并总结主要存在的问题,采用UML统一建模语言构建系统功能模型和动态交互模型,为系统后续开发奠定基础。为应对海上复杂环境,建立星型以太网络通信结构,配合高性能服务器构建系统硬件平台,采用面向对象编程思想和C#语言设计系统软件功能和体系架构。为保障综合监测系统与其他监测系统终端稳定通信,采用组件技术开发了适用于各水合物监测系统终端的通信复用组件,基于二进制序列化技术制定统一的通信协议,优化系统间通信交互方式。为完成对多类型水合物监测数据的快速解析与动态监测,基于静态工厂模式设计系统数据访问接口,提出“多线程+数据日志表”模式实现监测数据接收与显示分离,确保数据的接收与图像化显示同步。为了实现对水合物环境监测数据有效保护,设计RSA-DES混合加密算法提高数据的保密性和传输的安全性。为了直观显示海底地形变化,研究三次样条插值算法对海底三维地形图像优化。最后采用实验室模拟和系统联调相结合方式进行系统测试。测试结果表明,水合物综合监测系统能够实现与其他监测系统终端的网络通信、数据解析及动态监测任务,系统运行良好。系统通信响应时间、对监测数据的解析效率等性能均达到设计标准,验证了水合物综合监测系统的有效性与实用性。
杨燕[2]（2019）在《三维场景中地形与建筑物集成可视化技术研究》文中研究指明近些年来,三维场景可视化技术已被广泛应用于虚拟战场、城市规划、街景导航等众多领域。随着摄影测量、卫星遥感等技术的飞速发展,三维场景中的地形数据精度越来越高,规模越来越大。但由于目前计算机硬件水平有限,这就使得如何实现海量地形数据的实时渲染成为难点。此外,三维场景中不仅存在地形数据,还包括各种各样的地物模型,这些模型与地形数据之间如何集成显示也是当前三维场景可视化的另一个难点。为了解决这些问题,本文基于DirectX图形接口研究了大规模三维场景可视化系统的关键技术,包括海量三维地形数据的组织与管理,数据的实时调度策略,层次细节模型中的裂缝消除和地形与地物的无缝匹配,最终实现了大规模三维场景的实时高效绘制。本文的主要研究内容及研究成果如下。（1）研究了海量三维地形的数据组织与管理策略。通过对常用的数字地形的组织结构研究分析,采用了基于规则格网模型的地形数据组织。研究并分析了层次细节模型的原理及常用的LOD模型简化算法,提出一种结合CPU-GPU协同构网的三维地形数据组织策略,充分利用GPU的高速并行计算能力。测试结果表明,本文提出的数据组织策略使得最终渲染的地形三角网可达到百万级别,同时CPU负载始终维持在10%左右,帧速率维持在60Fps左右。可以认为,本文的算法既能保证一定的渲染效果,又能提高渲染效率。（2）研究了基于视点的地形数据裁剪策略和裂缝消除方法。通过对常用的可见性剔除策略研究及分析,提出了基于AABB包围盒的视锥裁剪策略,通过该方法可大大减少渲染时CPU与GPU之间传输的数据量,提高渲染效率。针对层次细节模型中的裂缝问题,研究并分析了裂缝产生的具体原因及常用的裂缝消除算法的优缺点,在此基础上提出了基于视点动态调整顶点位置的裂缝消除算法,测试结果表明该方法在不改变地形原有拓扑结构的前提下即可实现地形的无缝渲染和平滑过渡。（3）研究了三维地形与建筑物的无缝匹配技术。通过对常见的地物模型构建方法研究并分析,采用了结合二维GIS数据和建模软件的模型构建方法。针对地形与建筑物的集成可视化,提出了一种基于网格重构的模型匹配方法,该方法不但可以实现视觉层面的模型匹配,而且在数据上建筑物与地形也已融为一体。此外,针对匹配过程对建筑物周围地形产生的失真现象,本文提出了多影响域下的局部修正函数。测试结果表明,本文提出的方法通过校正影响域内的地形顶点高程值,可以减弱甚至消除失真现象。（4）三维场景集成可视化系统的设计与开发。研究了模型渲染中的纹理映射方法,通过纹理映射可进一步提高三维场景的逼真度,同时实现了三维天空的模拟和渲染。设计并实现了一个三维场景集成可视化系统,对其进行了整体架构设计,各模块功能分析,实现了一个真实感强、交互性好的三维场景集成可视化系统。
覃邦雄[3]（2013）在《三维虚拟战场仿真关键技术研究》文中研究说明随着虚拟现实和计算机仿真技术的飞速发展,虚拟战场在人员训练、作战演习、武器开发测试等军事活动中扮演着越来越重要的角色,以其在军事训练演习中特有的科学性、经济性、直观性等诸多优点,已成为各军事大国进行战略、战术演练的有效途径。要建立一个逼真度非常高的虚拟战场,渲染和特效是两个关键的技术。要得到较快的渲染速度,对三维地形模型的建立,大规模场景的精简简化提出了很高的要求,兼顾绘制实时性和绘制逼真精度的矛盾。本文以虚拟战场环境和三维可视化技术为研究对象,详细论述了如何设计和实现三维虚拟战场的仿真。逼真是虚拟战场追求的重要目标,随着现代战争中新的战场要素的不断加入,武器装备科技含量提高,战场日趋多元化,从而给虚拟战场仿真精度、战场规模和实时交互提出了更高要求。文中重点论述了系统三维可视化部分的实现方法和过程,系统采用DEM进行数据建模,采用LOD网格简化技术进行数据简化和网格渲染。由于三维地形仿真数据量大,系统采用四叉树技术和缓存技术对大幅数据进行处理。为了贴切地模拟战场环境,系统使用粒子系统实现了爆炸特效。并对每一部分的实现过程给出了算法或者流程图予以说明。论文主要对虚拟战场三维仿真动态实时显示实现中用到的关键技术进行了研究,包括建模、LOD网格简化、动态地形显示和加速、大幅数据处理以及战场环境特效的模拟。
杨智勋[4]（2011）在《三维电子沙盘系统的研究与实现》文中研究说明随着GIS研究的不断深入,电子地图、地图数据库技术、地理信息技术的发展,地理信息的表达方式已经逐渐由二维扩展到三维。电子沙盘,也称三维地理信息系统,是遥感、地理信息系统、三维仿真等高新技术的结合。电子沙盘的出现弥补了传统沙盘的各种缺陷,通过真实的三维地理数据,在电脑上实现动态查找,实时飞行,决策分析等各种功能。目前,电子沙盘的应用已经扩展到我们生活中的各个领域。本文在吸取三维计算机图形学、虚拟现实的先进理论、虚拟地形生成技术、地形简化技术、纹理合成技术的基础上,主要做了以下工作：1、研究了地形数据模型,比较不同数据模型的采集方式、特点、精度、成本等。最后以等高线为基础,通过提取高程值并进行高程插值的方法,生成了可用的数字高程模型。2、研究了基于OpenGL的三维图形的开发原理、三维纹理映射技术、阴影渲染技术。利用OpenGL提供的纹理映射技术,将纹理图片与高程数据进行叠加,生成了具有真实感的三维地形场景。3、分析实时漫游中的人机交互问题,利用OpenGL的双缓存和显示列表技术,解决了地形的实时显示问题。实现了两种形式的漫游,一种是利用通过鼠标和键盘控制的手动漫游方式；一种是利用定时器和路径插值方法来实现的自动漫游方式,两种方式相结合解决了漫游过程中的人机交互问题。4、利用Visual C++结合OpenGL开发工具包,在Windows平台下实现了三维电子沙盘系统,完成了场景中地形、天空及纹理的渲染,并加入了放大、缩小、平移以及空间分析等GIS功能,提供由用户控制的飞行模式,达到了实时交互的漫游要求。
张俊峰[5]（2011）在《大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究》文中进行了进一步梳理虚拟环境下的三维地形建模和可视化显示一直都是虚拟现实在地学中的重要研究领域,而大范围地形场景的三维可视化又是一项非常富有挑战性的课题,对于大范围的地形特征来说,一方面要保持其逼真的视觉效果,另一方面又要有较高的帧速,然而即使在当前高速发展的硬件条件下,也是难以满足二者要求的,因此,学者提出了很多有效的解决途径,但在某些方面也存在一些问题：（1）多采用静态细节层次模型实现精度和速度的统一,在一定程度上减少了数据量,提高了三维显示的速度,不过静态LOD存在着模拟切换跳跃感强、显示层次较少等问题。（2）尝试采用连续LOD和多分辨率LOD算法实现地形动态显示,并取得了较好效果,但存在实时细节判断复杂,难以适用于大规模地形的问题。（3）采用的数据模型多为规则格网,尽管可以利用其简单的矩形排列方式,方便计算机读取和处理,但数据冗余度大,不易准确表达地形细部；虽然不规则采样点冗余度低,便于按照地形特征表示高程信息,但三角网的不规则性和拓扑复杂性使其难以应用于地形的动态多分辨率显示。（4）加速算法的效率不高一直是尽可能减少数据量并提高显示速度的瓶颈,如何与LOD算法结构巧妙结合以实现判断精度和显示速度的平衡是亟待解决的问题。基于此,本文从模型简化生成和加速算法出发,梳理当前基于规则格网和不规则采样点的显示算法在地形动态表达中的难题,在已有硬件条件下从算法结构和软件设计角度入手,通过构建合理的数据模型,结合场景分块、可见性剔除、内外存调度、细节层次等多种算法实时生成了高质量的仿真地形。论文的研究成果包括：（1）明确了虚拟现实的时代特征和重要意义,分析说明实时性和真实感是当前图形学面临的最主要挑战,探讨归纳大规模地形实时动态显示的内容、步骤和方法,通过对DEM的两种重要表达形式——RSG和TIN各自优缺点的分析,总结基于二者的LOD算法面临的难题,提出了自适应实时动态多分辨率LOD构建的流程和算法；（2）探讨了规则格网的树结构和相应的四叉树和二叉树层次模型,考虑到算法的通用性和大规模地形显示的速度需要,通过建立高效的四叉树结点数据结构,提出了自上而下的层次分割和自下而上的参数计算相结合的预处理策略,将大量工作提前完成；研究了实时动态显示阶段通过基于视点的保守性屏幕误差快速判断LOD级别的方法,确保了层次切换跳跃感的最弱化；最后给出拆分点的添加方法以消除不同LOD层次之间的裂隙。（3）从不规则采样点出发,研究采样点局部重要性判断法中的弊端,通过类比地图综合原理,将已经取得较好成果的三维Douglas-Peucker算法（3D DP）引入不规则采样点的全局重要性排序中,从而为地形三维真实感显示奠定基础。（4）针对TIN的LOD法的优势和不足,从不规则采样点角度出发,将地貌综合的三维Douglas-Peucker方法引入地形LOD中,通过对不规则采样点层次四叉树分割以及树结点内构建TIN网（QuadTIN）,提出了一种地形实时动态显示的新算法。该算法采用3D DP+层次四叉树+TIN相结合的策略,首先从全局重要性角度对不规则采样点分级,再利用孤立分割建立四叉树空间索引,结合了规则格网的四叉树结构和不规则采样点的TIN结构在虚拟表达中的优势,并消除了结点间依赖关系,然后根据视距和模拟误差确定四叉树的绘制层次和插入采样点的顺序及数量,最后添加拆分点消除结点间裂隙；算法在保证地形显示速度的同时也确保了整体精度。（5）针对论文提出的基于RSG和不规则采样点的LOD算法,探讨大规模地形的数据组织和加速算法。首先研究地形场景的分块方式以及存储结构,对块间裂隙采用高程平均值法和拆分三角形法予以消除；基于结点包围球和平头视锥体的空间关系对不可见地形块以及块内结点进行视域裁剪,同时针对地形延绵起伏所导致的结点遮挡,从地面单点的遮挡剔除算法原理出发,阐述了单点的山脊线遮挡预处理和简化判断方法,并逐步引申到四叉树结点的遮挡剔除；对于分块后的地形数据,为了减少实时阶段的内外存调度,算法将内存数据分为可见区域和扩展区域两部分,采用增量更新方式,运用LOD简化和数据调度的多线程策略实现地形的实时动态多分辨率流畅显示。立足于论文的研究思路和算法原理,笔者设计并开发了相应的原型系统,从实验角度说明本文算法的有效性,对其它模型的LOD简化和加速显示研究也是一种借鉴。
闫丰亭[6]（2011）在《大规模三维地形建模与渲染的研究及改进》文中认为三维可视化技术可以直观、真实的展现出三维地形的表面特征,在日常生活、经济建设、科学研究、军事作战等各个领域有着非常广泛的应用价值和应用前景。特别的,在军事上,三维地形是虚拟战场环境中所有虚拟自然景物中最主要的组成部分,在军事训练、作战研究以及装备发展等方面都具有广泛的发展前景。本文就是在该背景下,借助现代计算机技术,在计算机平台上建立起一个可替代传统简单二维地图和实体沙盘的真实感三维地形漫游系统。本文主要对计算机三维地形可视化的关键技术进行了研究,在VC++和OpengGL的开发环境下,采用基于真实地形数据的高度地形图进行三维地形建模；深入探讨了基于等高线的三维地形可视化研究,以及基于四叉树的真实地形成像的算法,提出了四叉树地形渲染的优化改进方法；探讨了地形真实感的处理,实现纹理映射的具体过程和方法；探讨了人机交互漫游实现的方法；对系统的结构和功能进行了设计和实现。针对于面向虚拟战场环境的应用需求,本文对三维地形数据组织模型、过程细节生成、调度方法、实时绘制算法、实时渲染等技术进行了深入的研究,完成了算法实现。最终构建了一个真实感三维地形漫游系统。该系统初步解决了实际应用中一些关键技术问题,稳定性高、交互操作性强,具有一定的实用价值。
罗显刚[7]（2010）在《数字地球三维空间信息服务关键技术研究》文中研究指明信息时代,随着信息资源的爆炸式扩张,人类对信息资源采集、存储、管理、分析等提出了更高的要求。在解决人口、资源、土地、环境、灾害、规划、建设等重大问题时,多类型、多尺度、多时态、多维度、海量的空间信息的研究与应用越来越多。传统的二维空间信息表达已经不能同时满足这些方面多层次的需求,三维空间信息服务的研究与应用迫在眉睫,以满足信息产业空前发展的需要。系统论、信息论、控制论的形成,计算机技术、通信技术、卫星遥感等空间信息技术、互联网技术的应用,为信息资源的科学管理展示出更加广阔的前景。数字地球是一个整合GIS、RS、GPS、互联网、虚拟现实等高新技术的研究方向,能够整合海量的地理空间数据,是对地球的三维多分辨率表达。世界上许多国家正积极发展、运用先进的空间信息技术,如遥感技术、地理信息系统技术和全球定位系统技术,以数字化的方式获取、处理、分析我们人类赖以生存的地球上的自然和人文方面的空间信息,并以此为基础,解决人类可持续生存与发展的诸多复杂问题。随着计算机及互联网技术快速发展和广泛应用,我国三维空间信息技术的应用需求也越来越广；经过多年积累和建设,我国三维空间信息技术研究已初具成效,研制出了一批具有自主产权的三维系统软件和应用软件,使三维空间信息资源在很多行业得到了广泛应用。在取得这些成绩和研究成果的同时,三维空间信息管理与应用技术也遇到了一些新的问题亟待解决,具体表现为：（1）三维空间信息格式种类繁多,信息存储空间大,如何高效使用这些三维空间信息成为一大难题,且在进行决策管理时难以通过数据获得分析处理的结果和信息。随着各行应用的铺开,三维空间数据不断增多,长此以往,慢慢积累起来的各种三维空间信息形成无法共享的“信息孤岛”。（2）三维空间信息在互联网上发布时,传输又成为另一个大的难题。互联网的带宽有限,要想发布大数据量的三维空间信息,现有三维模型无法保证快速高效的操作。如何建立高效的三维数据模型,以便客户端快速访问和下载,也是一个技术难题。（3）由于数据资源的保密性,不可能将所有的三维空间信息进行集中管理；而且忽视三维空间操作与分布式技术也使得业界在处理海量GIS三维空间信息的分布式存储与处理方面的研究投入严重不足,所取得的研究成果也缺乏有效的产业化渠道,直接影响了国产三维网络GIS软件的竞争能力。（4）现有互联网上三维空间信息服务无法满足各行业空间信息共享的需求,同时智慧地球、智慧城市等概念的提出,急需整合各类空间信息资源,完善三维空间信息服务。对于以上存在的问题,三维空间信息网络技术亟需引入新的技术、思想和体系来构造一个分布式环境下的三维空间信息网络服务系统。要实现基于数字地球的三维空间信息服务,主要包括两个方面的内容：数字地球技术与三维空间信息服务技术。本论文“数字地球三维空间信息服务关键技术研究”可以为这些需要解决的问题能提供较好的研究思路。本论文在国家十一五“863”专题课题“面向网络的三维空间信息服务技术研究与软件开发”（2009AA122211）项目系统的推动下,研究数字地球技术和三维空间信息服务,并实现基于数字地球的三维空间信息共享与服务体系。本文针对数字地球发展的现状和存在的问题,从数字地球的基础上,对三维空间信息服务层面进行研究,特别是在网络环境下,使用各种现有的数字地球技术,实现三维空间信息共享,为用户提供更完善的三维GIS服务；基于数字地球在各个行业应用的展开,针对空间信息服务在行业应用的迫切需求,特别是三维空间信息服务的提出,本论文展开基于数字地球关键技术以及在此技术的基础上提供三维空间信息服务,并对海量数据共享、三维空间信息服务、服务调度等多项关键技术进行研究与探索,最终应用于气象行业并完成预警与服务系统。本文研究与探讨数字地球相关体系与关键技术,围绕并基于数字地球展开三维空间信息服务的研究,在现有国产大型GIS平台MapGIS Virtual Earth （MVE）的研究开发基础上,扩展MVE的功能与应用模式,立足技术创新与产品跨越,解决关键技术问题,研究并实现具有海量三维空间信息存储能力的、支持分布式网络环境下的三维空间数据高效传输以及分析处理能力的三维空间数据信息服务平台,具体而言,将在以下几个方面开展研究：（1）网络三维地球模型网络三维地球是构建整个系统的基础。该平台系统目标在于面向社会公众提供地图信息搜索服务,满足人们日常出行需求,面向行业结合专题信息提供行业信息管理和应用服务。简单的说主要分为服务器端与客户端,服务器端是三维地球模型的整个数据存储与管理；客户端是地球模型显示包括：客户端数据通讯、客户端数据调度、数据集管理模块与客户端显示模块。（2）海量地理信息的存储与管理三维地形景观模型是数字虚拟空间系统的主要研究内容,并且逐步发展成为三维GIS。目前已有些三维GIS原型系统,但是这些原型系统只是对数据进行了相对简单的管理,而在现实应用中,海量的地理空间数据需要进行存储与管理,需要解决大容量空间数据的快速实时传输、动态显示以及多源海量数据的管理和高效索引。（3）三维空间信息建模及可视化随着“数字地球”、“数字城市”、“数字社区”等概念的提出,以及空间信息和遥感数据处理技术的迅速发展,将必然促使传统二维GIS的服务走向网络化与三维化。在三维网络地球模型的研究基础上,Server端根据客户端的请求,将三维空间数据实时动态的传输到客户端,客户端接收到服务器端传来的数据后对其进行三维可视化映射,然后以三维图形的方式显示在计算机屏幕上通过人机交互的方式控制三维场景的绘制,使得用户能在三维场景中实现漫游。（4）三维空间信息高效传输与分析机制三维空间信息数据量大,必须有高效的传输机制来保证其快速传输,同时传输时需要有容错机制来保证其有效运行,该部分研究压缩传输与安全传输、异步调用机制、负载均衡和容错机制等。（5）网络三维空间信息服务技术网络三维空间信息最重要的目的是提供一系列的三维空间信息服务,在此基础上,能够向互联网上提供服务,真正实现信息共享、跨平台、分布式。基于标准协议、具有开放、跨平台、可伸缩、节点自治的Web服务是分布式系统的核心与基础。为促进地理信息的共享和互操作,实现跨平台的集成,研究OGC的Web服务和XML规范,提出空间地理信息Web服务、GML （Geographic Markup Language）.空间地理信息Web服务利用分布在不同节点的空间数据结合与数据绑定的空间信息功能服务,实现基于互联网的空间信息共享技术。这些任务包括：地图可视化、空间信息检索、空间分析、地图报表等等。空间地理信息Web服务使得应用程序开发者将GIS功能集成到他们的Web应用程序而不需要构建本地的功能。（6）软件实现与气象行业应用三维空间信息网络服务的实现有两种模式：B／S模式和C／S模式,这两种模式在数据存储,发布都是使用同一套服务,具有通用性。我们可以将这两种模式合并起来进行分层,包括四个层次：数据管理层、GIS服务层、WEB服务层和表现层。在该体系结构下,根据气象预警的应用要求,实现在气象行业上的实例验证。研究数字地球并基于数字地球研究三维空间信息共享的标准规范,实现三维空间信息一体化的组织与存储机制,从而建立一套具有服务能力的三维空间信息服务集成模块。通过高速网络连接并集成地理上分布的、异构的各种高性能计算机系统、处理工具和软件系统等各种资源为一体,实现跨地域的、分布的高性能联合、多源、异构数据的集成和三维空间信息服务,为用户提供一体化高性能空间信息计算服务、空间信息处理服务和决策支持服务,发挥网络上资源的综合效能。能够集成和协同各种三维空间信息资源,提供多层次三维空间信息服务。本文的创新点在于：（1）基于MVE模型,改进其海量数据存储机制,改进已有的三维空间信息模型与三维空间数据可视化效率,并提供基于海量三维数据的动态分析服务；（2）在高效三维空间数据表达的面向服务的三维空间数据模型上,研究三维空间数据空间存储与传输算法,提高存储效率、数据传输速度,改善三维空间数据分析的处理模型；（3）针对海量三维空间数据,研究三维空间信息计算模式,提供三维空间信息的功能服务,完成基于互联网模式下用户指定的三维空间分析服务；（4）依托MVE三维地球模型,结合海量影像、矢量以及三维模型数据,实现分布式数据部署、分布式服务部署,以压缩传输、负载均衡等机制为保证,构建分布式网络三维数据服务系统,并在气象行业进行研究验证；
吕希奎[8]（2008）在《基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究》文中研究表明根据中国铁路中长期发展规划,到2020年,中国将建成2万多公里高速客运专线和城际铁路。高速铁路和城际铁路经行地区经济发达,城镇密布,并且铁路沿线地理环境和地质环境均较复杂,选线设计更注重环境选线、景观选线和地质选线。传统的等高线地形图模型已不能满足高速铁路和城际铁路的选线需求。将遥感技术、数字摄影测量技术、虚拟现实技术、数字地质技术综合相集成,建立一个能够同时满足地质选线和环境选线要求的三维可视化选线地理模型,让工程师在一个逼真显示的三维可视化地理环境中进行选线方案设计与决策,不仅是铁路勘测设计一体化、智能化研究领域亟待解决的课题,更是现代铁路设计的需求。基于这一思想,本文以“基于遥感信息的选线系统三维地理环境建模方法和应用”为主题,对其中的所涉及的理论方法和关键技术进行了研究,从建模方法和算法方面提出了一整套方法并予以实现。主要研究内容及研究结果如下:1.针对铁路选线带状大范围地形的特点,以航测、卫星遥感为数据源,以全数字摄影测量系统为工具,采用于数字地形分幅采集方法,以获取铁路强带状地形特点的地形数据,能够最大程度的减少构建三维地形时的数据冗余。对采集的地形数据,提出基于改进坡度RMSE与三维可视化联合的粗差检测与剔除方法,实现了对DEM粗差有效的检测与剔除,保证三维地理环境的建模精度。2.提出矢栅一体化的选线系统三维地质环境建模方法。首次将地质对象遥感解译影像应用于铁路选线系统。根据选线系统地理环境特点,提出地质对象文化特征概念,以地质对象的名称和ID标识号作为其文化特征,将文化特征作为地质对象特殊的矢量数据,按照准确地理位置叠加到地质对象的矢量三维目标上,实现地质对象在三维地理环境中的定位和计算机内部的有效识别。基于TIN模型、约束TIN模型实现地质对象的遥感解译影像在三维空间的准确定位,以遥感解译影像直接表达地质信息。为地质对象建立矢量、栅格影像同时存在的表达和描述模式,在此基础上建立了直观的三维地质环境。3.提出基于超地图模型的选线系统信息管理和组织方法。基于遥感正射影像图的影像环境,首次将超地图概念引入到铁路选线系统,建立了基于地理信息、地质、水文信息、地质知识的选线超地图模型。实现基于超目录结构模型对这些信息之间关系的非线性存储、组织、管理和浏览。为选线工程师提供图文并茂的地质、地理和地质知识环境。4.提出基于多子库铁路工程地质信息库建模方法。根据选线设计涉及的地质条件的多样性,将不同类型地质对象进行分类和标引,在地质知识表示方法上,提出基于三维可视化的用户外部知识表示方法。针对选线地质知识涉及的不同地理环境,构建了河谷、冻土、风沙地区等各类三维地理环境,并在该环境中表达知识,实现知识的三维可视化表示。为选线工程师提供三维可视的铁路工程地质知识环境。针对选线设计的复杂性,以认知心理学为依据,提出基于案例推理的知识应用方法。5.探索了基于逼真显示的三维地理环境的地质选线技术。采用三维目标与信息数据库相连接技术,解决在三维环境中直接进行选线设计的技术问题,包括在逼真显示的三维地理环境中线路局部走向选择,基于遥感地质影像环境的不良地质区域选线方法等。根据线路穿越的不良地质对象的类型和位置,实现系统自动从知识库中提取选线地质知识,并给出选线建议,以指导选线工程师在不良地质区域的选线设计。根据山区等地形地质复杂地区的选线设计特点,从地质选线角度,提出直接根据方案的设计信息获取方案评价指标值的思想,建立了基于三维地理环境的复杂地质区域线路方案评价模型,解决线路多方案的比选问题。6.综合应用三维空间观察原理、真实感图形绘制技术、计算机动画、虚拟现实等技术,以OpenGL图形库和VC++6.0为开发工具,实现了线路三维场景的实时动态显示。并与正射和透视两种模式设计相结合,使得三维可视化技术不仅用于设计成果的直观表达,而且融入整个设计过程中,从而实现本文提出的三维虚拟环境下的选线设计思想。7.基于所提出的理论方法,研制了一个选线地理环境建模平台。该平台实现本文提出的基于航测和卫星信息的三维可视化选线地理环境模和应用技术。并用实例对系统的主要功能进行了测试。验证和测试结果表明,本文提出的建模方法和应用技术是切实可行的。基于本文提出的方法所建立的原型系统,可较容易的开发实用的集遥感技术、虚拟现实技术、数字地质技术、空间数据库等技术的三维可视化选线系统。本文的研究虽然是针对铁路选线设计问题进行的,其研究成果可直接应用于公路路线系统的设计研究。
刘扬[9]（2008）在《分布环境下的海量三维地形可视化关键技术研究》文中研究指明三维地形可视化已经发展为计算机图形学的一个重要分支,它的应用逐渐涉及到GIS、虚拟现实、3D游戏等众多领域,是近年来国内外众多学者的研究热点之一。而以往三维地形可视化的研究主要是在单机的环境下进行,与之相应的提高地形渲染速度和可视化系统性能的技术与方法也多是基于单机环境的,但是三维地形数据的海量特性以及三维可视化系统的实时性和交互性特点,使得现有技术条件下单机系统的性能已经不能很好的满足目前主流应用的要求。因此,考虑到目前作为主流的分布式多机并行调度与服务的蓬勃发展,本文通过对分布环境下的海量三维地形可视化中多项关键技术研究,探讨通过多台计算机在分布环境中并行协同处理,共同完成对海量地形数据有效存储调度;并根据视觉原理与场景本身特点有效地简化三维地形,减少图形系统实时处理的图形数量,最终实现海量三维地形可视化的实时性和交互性。主要内容包括:1.针对海量地形高程数据特点,研究有利于分布环境下海量高程数据快速调度和处理的数据组织结构和存储方式,建立高效的数据组织模型以及相应的索引机制,实现对全球尺度的地形高程数据进行有效的管理和存储。2.研究海量三维地形模型绘制中地形实时简化方法,在对比目前比较成功的地形简化算法的优缺点和适用范围基础上,建立地形简化模型,解决因地形局部发生变化而导致整体都要重新处理的问题。并对简化模型的进行测试,证明其可用性。3.针对海量影像纹理数据的特点,结合海量地形高程数据组织方案,研究适合分布式环境下调度和处理的海量影像纹理数据的组织方式;研究针对海量影像纹理的映射技术,提出一种视点相关的基于误差的动态多分辨四叉树纹理映射方法,并予以试验验证。4.探讨利用现有条件,综合应用并行调度技术,数据库管理技术、网络传输技术,通过局域网内多台计算机协同操作,建立一种适合于分布式网络结构的海量三维地形数据调度和处理模型,合理地进行存储与计算资源的分配;并依据该模型制定地形数据动态调度策略,达到海量三维地形数据的最大共享与利用。5.应用上述一些研究和实验的成果,使用Direct3D图形组件库设计并初步建立一个分布式环境下的全球三维地形漫游试验演示系统,实现分布环境下海量地形实时、交互漫游;然后,根据相关应用数据对系统进行了性能测试,检验研究成果的可用性。依据以上研究内容,针对性地进行了方法创新,包括以下方面:1.分布式环境下的海量地形高程数据、影像纹理数据多分辨率层次四叉树组织模型和相应索引机制本研究旨在保证分布式环境负载平衡的前提下,探索出一种有利于海量地形数据快速调度、处理以及显示的数据组织结构和存储方式,并以此建立一个海量地形高程数据、纹理数据多分辨率层次四叉树组织模型,实现对全球尺度的海量地形数据进行有效的管理和存储。演示系统实验证明了该模型适合于分布式环境下地形数据的网络传输和多机协同处理,对具有一定的应用价值。2.基于四叉树模型的海量三维地形局部自适应最优化简化算法（LaostModel模型）该简化算法针对海量地形数据的组织与存储情况以及不同分辨率地形拼接处形易成裂缝等问题对其进行改进,根据视点以及局部地形粗糙程度动态地改变四叉树数据块分裂或合并状态,并实时调整块内不同四叉树节点处地形的显示层次,重点解决地形局部发生变化而导致整体都要重新处理的问题。模型应用效果良好,实现了海量地形数据流畅漫游,为今后的四叉树为基础的地形简化模型提供了很好的借鉴。3.局域网环境下客户/服务模式的海量三维地形数据分布调度和处理模型该模型以地形数据分块为基础充分发挥了客户、服务以及服务管理器的作用,采用了两阶段的通信模式以及非等待式的异步调度处理方式,提供了有效的地形数据管理,保证了数据调度服务协同处理与网络通讯负载平衡。应用上述调度和处理模型的三维地形数据的动态调度策略最终达到海量三维地形数据的最大共享与利用。通过演示系统的性能测试验证了该模型的可靠性和效率。随着地形获取技术、网络技术、三维可视化技术的发展,分布环境下海量三维地形可视化关键技术的研究正不断地扩展其应用的领域,同时也更具有其研究的价值。
张凯威[10]（2008）在《基于OpenGL的军事地形仿真系统的研究与实现》文中提出现代信息技术和计算机技术的迅猛发展,推动了军事地形研究模式的变革,地形可视化技术在国内外军事领域已有一些成功的应用。我军基层部队仍在使用简易沙盘,把演练平台搬迁到计算机上,是我军信息化建设面临的一个重要课题。本文正是在这个背景下,立足现有军事地图,借助现代技术手段,在微机平台上构建一个可替代传统实物沙盘的三维的军用地形仿真系统。内容主要对军事三维地形可视化和交互的关键技术进行了研究,具体探讨了在VC++和OpengGL的开发环境下,利用军事地图数字化进行真实地形数据的采集,进行数字高程模型（DEM）的建模;探讨了用多进制小波变换对地形的简化,实现多分辨率的地形模型;探讨了地形真实感的处理,实现纹理映射的具体过程和方法;探讨了人机交互漫游技术的实现方法;对系统的需求进行了分析,对系统的结构和功能进行了设计和实现。在融合本文所阐述的各种设计的基础上,构建了一个具有基本功能的军事地形可视化系统。该系统初步解决了一些实际应用的关键技术问题,而且界面友好、稳定性高、交互操作性强,具有一定的实用价值。
二、三维地形实时动态显示的核心技术研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、三维地形实时动态显示的核心技术研究（论文提纲范文）
（1）海洋水合物环境原位综合监测系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 水合物综合监测系统方案设计与功能建模 |
| 2.1 水合物综合监测系统分析及技术指标 |
| 2.2 存在问题分析及整体技术路线设计 |
| 2.3 水合物综合监测系统功能建模 |
| 2.3.1 多系统网络通信建模 |
| 2.3.2 监测数据管理建模 |
| 2.3.3 多源数据动态监测建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 水合物综合监测系统设计与实现 |
| 3.1 系统硬件平台构建 |
| 3.1.1 系统通信网络结构搭建 |
| 3.1.2 系统硬件服务器设备选择 |
| 3.2 系统软件设计 |
| 3.2.1 系统软件设计思想和开发环境 |
| 3.2.2 系统软件功能与架构设计 |
| 3.3 基于组件的多系统复用通信技术研究 |
| 3.3.1 基于C/S模式通信结构设计 |
| 3.3.2 水合物多系统通信复用组件构造 |
| 3.3.3 基于动态链接库的组件部署 |
| 3.4 基于静态工厂模式的监测数据访问接口设计 |
| 3.4.1 静态工厂模式 |
| 3.4.2 监测数据访问接口设计与实现 |
| 3.5 多线程联合数据日志表模式的监测数据动态显示设计 |
| 3.5.1 “多线程+数据日志表”模式显示设计 |
| 3.5.2 系统主窗体设计 |
| 3.5.3 水合物环境监测数据动态显示实现 |
| 3.6 本章总结 |
| 第4章 水合物环境监测数据处理方法研究 |
| 4.1 基于RSA-DES的监测数据加密传输方法研究 |
| 4.1.1 水合物环境监测数据安全性分析 |
| 4.1.2 RSA-DES混合加密算法设计 |
| 4.1.3 算法测试与性能分析 |
| 4.2 水合物试采区海底三维地形重构方法研究 |
| 4.2.1 海底地形数据分析 |
| 4.2.2 基于三次样条插值的海底地形优化 |
| 4.2.3 海底三维地形图像绘制与显示实现 |
| 4.3 本章总结 |
| 第5章 系统测试与实验 |
| 5.1 实验室测试 |
| 5.1.1 测试环境搭建 |
| 5.1.2 系统功能测试 |
| 5.1.3 系统性能测试 |
| 5.2 系统联调 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）三维场景中地形与建筑物集成可视化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海量地形数据的组织管理研究现状 |
| 1.2.2 海量地形数据的渲染技术研究现状 |
| 1.2.3 三维地形地物集成方法研究现状 |
| 1.3 论文的组织结构 |
| 第二章 大规模三维地形数据的组织与管理 |
| 2.1 数字地形的组织结构 |
| 2.1.1 等高线模型 |
| 2.1.2 规则格网模型 |
| 2.1.3 不规则三角网模型(TIN) |
| 2.1.4 结合规则格网模型的数据读取与存储 |
| 2.2 地形简化技术研究 |
| 2.2.1 LOD技术及其模型分类 |
| 2.2.2 地形简化算法研究 |
| 2.3 改进的地形简化及网格构建算法 |
| 2.3.1 可编程渲染管线工作流程 |
| 2.3.2 CPU-GPU结合的协同构网方式 |
| 2.3.3 纹理数据的采样方法 |
| 2.3.4 基于三角形的网格构建算法 |
| 2.4 测试与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大规模三维地形的快速渲染算法研究 |
| 3.1 基于视点的视锥裁剪 |
| 3.1.1 视锥裁剪的基本原理 |
| 3.1.2 常见的包围盒的构建方法 |
| 3.1.3 基于AABB包围盒的视锥裁剪方法研究 |
| 3.2 裂缝的产生及常见的裂缝处理方法 |
| 3.2.1 裂缝的产生 |
| 3.2.2 常用的裂缝处理方法 |
| 3.3 改进的基于视点的裂缝处理方法 |
| 3.3.1 节点评价原则 |
| 3.3.2 基于顶点动态调整的裂缝消除方式 |
| 3.3.3 裂缝处理的具体实现方法 |
| 3.4 测试与分析 |
| 3.4.1 裂缝消除算法测试分析 |
| 3.4.2 不同的地形简化算法测试分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 地物模型与地形模型的匹配方案研究 |
| 4.1 三维地物模型的构建 |
| 4.1.1 三维地物模型的常用构建方法 |
| 4.1.2 基于二维GIS数据的地物模型方法 |
| 4.1.3 建筑物模型数据的组织 |
| 4.2 常用的模型匹配方法 |
| 4.3 基于网格重构的模型匹配算法 |
| 4.3.1 网格匹配的主要步骤 |
| 4.3.2 基于R树索引确定融合区间 |
| 4.3.3 无约束的Delaunay三角网重构 |
| 4.3.4 插入建筑物底面约束 |
| 4.4 局部地形修正 |
| 4.4.1 基于高斯函数的修正模型 |
| 4.4.2 建筑物影响域范围选择 |
| 4.4.3 多影响域下的修正函数 |
| 4.5 测试与分析 |
| 4.5.1 R树索引测试与分析 |
| 4.5.2 地形匹配实验测试与分析 |
| 4.5.3 地形与建筑物的集成精度测试与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 大规模三维场景可视化系统的设计与实现 |
| 5.1 系统总体框架 |
| 5.2 系统功能模块设计及实现 |
| 5.2.1 数据组织管理模块 |
| 5.2.2 建筑物与地形数据匹配模块 |
| 5.2.3 场景实时渲染模块 |
| 5.2.4 三维场景实时交互模块 |
| 5.3 三维场景可视化软件效果展示 |
| 5.3.1 纹理映射的基本原理 |
| 5.3.2 三维天空的模拟实现 |
| 5.3.3 三维场景可视化软件效果展示 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 存在的问题和未来的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（3）三维虚拟战场仿真关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 虚拟现实技术介绍 |
| 1.1.2 Direct3D与OpenGL |
| 1.1.3 虚拟现实技术的军事应用 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及意义 |
| 1.4 主要工作和组织结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 战场地形虚拟 |
| 2.1 三维战场地形生成方法 |
| 2.2 建模 |
| 2.2.1 DEM的表示模型 |
| 2.2.2 DEM数据生成的基本方法 |
| 2.2.3 DEM数据生成 |
| 2.2.4 建模关键技术 |
| 2.3 LOD网格简化 |
| 2.3.1 LOD简介 |
| 2.3.2 简化算法 |
| 2.3.3 数据存储 |
| 2.3.4 网格渲染 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 动态地形显示 |
| 3.1 动态地形显示基本理论 |
| 3.1.1 三维可视化总体框架 |
| 3.1.2 理论基础 |
| 3.2 动态显示核心技术 |
| 3.2.1 大幅地形数据的特殊处理 |
| 3.2.2 实时动态显示的加速技术 |
| 3.2.3 动态地形显示过程 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 特殊效果的模拟 |
| 4.1 粒子系统概述 |
| 4.1.1 粒子系统的概念 |
| 4.1.2 粒子系统的特点 |
| 4.1.3 粒子系统的实现方法 |
| 4.2 粒子系统模拟爆炸效果 |
| 4.2.1 爆炸传播的物理机制 |
| 4.2.2 基于粒子系统的爆炸建模 |
| 4.3 爆炸效果仿真实现 |
| 4.3.1 基本粒子实现的关键技术 |
| 4.3.2 整体效果实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）三维电子沙盘系统的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维地形可视化技术研究现状 |
| 1.2.2 电子沙盘的国内外研究现状 |
| 1.3 本文的研究目标和内容 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第二章 数字高程模型的建立 |
| 2.1 地形数据概述 |
| 2.1.1 数字地形模型 |
| 2.1.2 数字高程模型 |
| 2.1.3 数字高程模型分类 |
| 2.2 地形数据的采集 |
| 2.3 数字高程模型的建立 |
| 2.3.1 建立DEM的常用方法 |
| 2.3.2 基于等高线的数字高程模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三维场景的建立 |
| 3.1 OpenGL概述 |
| 3.1.1 OpenGL的基本功能 |
| 3.1.2 OpenGL的特点 |
| 3.1.3 OpenGL的工作流程 |
| 3.1.4 OpenGL的绘图流程 |
| 3.2 开发框架的搭建 |
| 3.3 地形可视化过程 |
| 3.3.1 地形的三维建模 |
| 3.3.2 纹理映射 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 三维漫游的实现 |
| 4.1 三维地形的实时显示 |
| 4.1.1 双缓存实现动态显示 |
| 4.1.2 利用显示列表提高运行效率 |
| 4.2 手动控制漫游实现 |
| 4.3 自动漫游实现 |
| 4.3.1 沿视点路径移动显示 |
| 4.3.2 设置飞行路径 |
| 4.3.3 全自动飞行的实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三维电子沙盘系统的实现 |
| 5.1 系统需求 |
| 5.2 系统设计 |
| 5.2.1 系统体系结构 |
| 5.2.2 系统模块设计 |
| 5.3 功能模块的实现 |
| 5.3.1 数据输入模块 |
| 5.3.2 三维场景的显示模块 |
| 5.3.3 空间分析模块 |
| 5.3.4 漫游交互控制模块 |
| 5.3.5 数据输出模块 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（5）大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 虚拟现实简介 |
| 1.2 VR面临的最重要挑战 |
| 1.3 图形生成的加速技术 |
| 1.4 论文的研究意义 |
| 1.5 论文技术路线及组织 |
| 2 地形三维可视化与加速绘制理论与方法 |
| 2.1 地理信息多维可视化 |
| 2.2 三维地形的生成方式和可视化模型 |
| 2.2.1 三维地形的生成方式 |
| 2.2.2 三维地形的可视化模型 |
| 2.3 细节层次模型 |
| 2.3.1 细节层次模型的基本原理 |
| 2.3.2 细节层次模型的分类 |
| 2.3.3 基于RSG和TIN的细节层次模型算法对比分析 |
| 2.4 实时可见性加速算法 |
| 2.4.1 可见性计算概述 |
| 2.4.2 通用可见性加速算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于规则格网的地形实时动态显示算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关算法回顾与分析 |
| 3.2.1 基于RSG的静态LOD算法 |
| 3.2.2 基于RSG的动态多分辨率LOD算法 |
| 3.3 RSG的树结构与相应的层次模型 |
| 3.3.1 层次四叉树模型 |
| 3.3.2 等腰直角二叉树模型 |
| 3.3.3 层次树中的裂隙问题 |
| 3.4 四叉树结点数据结构及算法流程 |
| 3.5 规则格网的数据预处理 |
| 3.5.1 自上而下的四叉树分割 |
| 3.5.2 自下而上的参数计算 |
| 3.6 结点评价体系 |
| 3.6.1 地形的保守性几何误差 |
| 3.6.2 基于视觉保持的屏幕投影误差 |
| 3.7 RSG的动态LOD实时绘制 |
| 3.7.1 四叉树结点的孤立分割和裂隙消除 |
| 3.7.2 三角形条带的快速绘制 |
| 3.8 实验 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 基于3D_DP算法和Quad_TIN的地形实时动态显示算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关算法回顾与分析 |
| 4.2.1 不规则采样点的相对重要性判断 |
| 4.2.2 基于TIN的静态LOD算法 |
| 4.2.3 基于TIN的连续LOD算法 |
| 4.3 地图制图综合中的3D_DP算法 |
| 4.3.1 DP算法的基本原理 |
| 4.3.2 三维特征点的提取 |
| 4.4 Quad_TIN的数据结构及算法流程 |
| 4.5 不规则采样点的预处理 |
| 4.5.1 基于3D_DP的不规则采样点重要性排序 |
| 4.5.2 不规则采样点的四叉树层次分割 |
| 4.6 结点评价体系 |
| 4.6.1 模拟误差的计算 |
| 4.6.2 基于视点的模拟误差 |
| 4.7 不规则采样点的动态LOD实时绘制 |
| 4.7.1 误差控制下的采样点孤立分割 |
| 4.7.2 裂隙消除和三角网的快速绘制 |
| 4.8 实验 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 地形实时动态显示中的数据组织和可见性加速算法研究 |
| 5.1 大规模数据的空间分块及组织 |
| 5.1.1 大规模数据的空间分块 |
| 5.1.2 地形块的数据组织 |
| 5.2 视域裁剪 |
| 5.2.1 视域裁剪的基本原理 |
| 5.2.2 基于结点包围球和平头视锥体的视域裁剪 |
| 5.3 基于层叠式山脊线的遮挡剔除 |
| 5.3.1 地面单点的遮挡剔除算法 |
| 5.3.2 四叉树结点的遮挡剔除 |
| 5.4 大规模地形的实时多线程调度 |
| 5.5 实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间科研成果 |
| 致谢 |
（6）大规模三维地形建模与渲染的研究及改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.3 论文研究的内容及文章结构 |
| 2 真实感三维地形的建模 |
| 2.1 常见的三维地形建模方法 |
| 2.2 DEM模型 |
| 2.3 三维地形建模的具体实现 |
| 2.4 小结 |
| 3 原始数据的获取与等高线的几个问题的解决 |
| 3.1 原始数据获取的几种方式 |
| 3.2 格网点高程值的获取 |
| 3.3 数据修正 |
| 3.4 网格加密优化三维地形 |
| 3.5 三维地形的生成 |
| 3.6 小结 |
| 4 基于四叉树的三维地形绘制算法的改进 |
| 4.1 基于四叉树地形绘制原理算法的简介 |
| 4.2 四叉树用于地形分割的原理 |
| 4.3 改进的基于最精细模型地形块的horizon可见性计算 |
| 4.4 四叉树地形渲染及优化处理 |
| 4.5 小结 |
| 5 真实感三维地形动态显示的实现 |
| 5.1 重要的类和函数 |
| 5.2 系统构成与运行情况 |
| 5.3 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间主要成果 |
（7）数字地球三维空间信息服务关键技术研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文选题依据和研究意义 |
| 1.1.1 选题依据 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.1.3 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究与发展现状 |
| 1.2.1 数字地球的国内外发展与研究现状 |
| 1.2.2 基于数字地球的三维空间信息服务国内外发展现状 |
| 1.3 研究目标与主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.4 论文研究意义和研究目的 |
| 1.5 主要研究方法与技术路线 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.6 论文组织结构 |
| 第二章 数字地球发展及研究现状 |
| 2.1 数字地球关键技术 |
| 2.1.1 三维空间数据模型 |
| 2.1.2 海量数据组织与调度 |
| 2.2 现有数字地球平台比较 |
| 2.2.1 Google Earth功能与特色 |
| 2.2.2 NASA World Wind功能与特色 |
| 2.2.3 Virtual Earth功能与特色 |
| 2.2.4 MapGIS Virtual Earth功能与特色 |
| 2.2.5 各种数字地球平台的比较研究 |
| 2.3 MapGIS Virtual Earth数据存储与管理 |
| 2.3.1 本地数据存储与管理 |
| 2.3.2 放数据的调度与管理 |
| 2.4 MapGIS Virtaul Earth服务扩展 |
| 2.4.1 功能的扩展 |
| 2.4.2 应用模式的扩展 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 三维空间信息服务模型 |
| 3.1 面向服务的数字地球三维空间信息服务构架 |
| 3.2 面向服务的系统架构 |
| 3.3 空间信息服务共享机制 |
| 3.3.1 Web服务体系 |
| 3.3.2 XML与GML |
| 3.3.3 SOAP与XML消息传递 |
| 3.3.4 UDDI服务的发布与发现 |
| 3.4 OpenGIS空间信息服务 |
| 3.4.1 OpenGIS规范 |
| 3.4.2 网络地图服务(WMS) |
| 3.4.3 网络要素服务(WFS) |
| 3.4.4 网络覆盖服务(WCS) |
| 3.4.5 网络过程服务(WPS) |
| 3.5 REST构架 |
| 3.5.1 REST架构风格 |
| 3.5.2 REST设计原则与特点 |
| 3.5.3 REST与SOAP Web服务 |
| 3.6 三维空间信息服务构架 |
| 3.6.1 三维空间信息可视化 |
| 3.6.2 三维空间信息存储与管理 |
| 3.6.3 三维空间信息传输与调度机制 |
| 3.6.4 三维空间信息网络服务 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 面向空间信息服务的数字地球模型 |
| 4.1 网络三维地球模型 |
| 4.1.1 数据块与消息缓冲池 |
| 4.1.2 球体管理模块 |
| 4.2 海量地理信息的存储与管理 |
| 4.2.1 全球瓦片金字塔模型 |
| 4.2.2 行业数据POI信息点 |
| 4.3 三维空间信息高效传输与分析机制 |
| 4.3.1 压缩与安全传输 |
| 4.3.2 异步调用机制 |
| 4.3.3 负载均衡机制 |
| 4.3.4 容错机制 |
| 4.4 三维空间信息建模及可视化 |
| 4.4.1 三维地表粗精度模型 |
| 4.4.2 三维地表高精度模型 |
| 4.5 三维空间信息网络服务技术 |
| 4.5.1 注册服务 |
| 4.5.2 描述服务 |
| 4.5.3 数据服务 |
| 4.5.4 查询服务 |
| 4.5.5 空间分析服务 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于数字地球的三维空间信息服务构建与集成 |
| 5.1 MVE框架 |
| 5.2 MVE功能结构 |
| 5.3 分布式部署方式 |
| 5.3.1 数据的分布式部署 |
| 5.3.2 服务的分布式部署 |
| 5.4 三维空间信息服务开发体系 |
| 5.4.1 数据的组织管理 |
| 5.4.2 服务的调度 |
| 5.4.3 三维空间信息可视化 |
| 5.4.4 基于AJAX和Flex三维空间信息服务功能体系 |
| 5.5 基于MVE的三维空间信息服务集成示范 |
| 5.5.1 环境配置 |
| 5.5.2 实现过程 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 三维气象预警服务原型实现与验证 |
| 6.1 设计目标与原则 |
| 6.1.1 设计目标 |
| 6.1.2 设计原则 |
| 6.2 原型构架 |
| 6.2.1 功能设计 |
| 6.2.2 运行环境 |
| 6.2.3 结构设计 |
| 6.3 原型系统实现 |
| 6.3.1 应用实现 |
| 6.3.2 系统整合三维空间信息服务 |
| 6.3.3 系统整合OpenGIS服务 |
| 6.4 原型系统功能介绍 |
| 6.4.1 基本功能界面 |
| 6.4.2 气象信息分析 |
| 6.4.3 场景模拟分析 |
| 6.4.4 三维模型展示 |
| 6.5 性能与稳定性测试报告 |
| 6.6 预期社会效益 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 进一步工作 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 研究背景 |
| 1.4 计算机辅助线路设计的研究与发展概况 |
| 1.4.1 国外的研究与应用概况 |
| 1.4.2 国内线路计算机辅助设计研究概况 |
| 1.4.3 铁路选线CAD的发展趋势 |
| 1.5 航测遥感技术在选线中的研究、发展与应用概况 |
| 1.5.1 航测遥感技术的发展及应用现状 |
| 1.5.2 铁路航测遥感技术发展和应用概况 |
| 1.5.3 国外航测遥感技术在选线设计中的应用 |
| 1.5.4 国内航测遥感技术在选线设计的应用 |
| 1.5.5 航测遥感技术在铁路选线设计中的应用展望 |
| 1.5.6 基于航测遥感技术的铁路选线系统研究概况 |
| 1.6 数字摄影测量发展与在铁路勘测设计中的应用 |
| 1.6.1 数字摄影测量发展概况 |
| 1.6.2 在铁路勘测设计中的应用 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 1.8 论文结构 |
| 第二章 基于航测、卫星遥感的选线地理信息获取 |
| 2.1 选线系统地形环境信息获取 |
| 2.1.1 数据获取方法 |
| 2.1.2 数据预处理—DEM的粗差剔除 |
| 2.2 数字化地质信息获取与建模 |
| 2.2.1 遥感影像数据源与影像处理方法 |
| 2.2.2 矢量化遥感地质信息获取 |
| 2.2.3 栅格遥感解译影像的获取 |
| 2.2.4 数字化非遥感地质信息获取 |
| 2.2.5 数字地质对象建模方法 |
| 2.3 虚拟环境选线系统的数字地质技术 |
| 2.3.1 数字地质技术概念 |
| 2.3.2 数字地质技术主要内容 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 选线系统三维地理环境建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维地形环境建模 |
| 3.2.1 数字地形模型 |
| 3.2.2 建模算法分析 |
| 3.2.3 建模算法描述 |
| 3.2.4 模型数据组织与管理算法 |
| 3.2.5 模型场景管理 |
| 3.3 三维地质环境建模 |
| 3.3.1 建模基本思路 |
| 3.3.2 矢量化建模方法 |
| 3.3.3 栅格化建模方法 |
| 3.4 三维地理环境超地图模型 |
| 3.4.1 超地图概念 |
| 3.4.2 三维选线环境超地图模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 遥感地质信息系统与地质知识库建模 |
| 4.1 遥感地质信息系统建模 |
| 4.1.1 建立遥感地质信息系统的意义和必要性 |
| 4.1.2 系统功能与系统结构 |
| 4.1.3 系统管理内容和数据组织 |
| 4.2 基于LM神经网络的工程地质综合评价预测模型 |
| 4.2.1 BP神经网络概述 |
| 4.2.2 改进BP算法-LM算法 |
| 4.2.3 LM神经网络模型建立 |
| 4.2.4 评价结果的三维可视化 |
| 4.3 地质知识库建模 |
| 4.3.1 概述 |
| 4.3.2 知识库设计 |
| 4.3.3 地质知识获取 |
| 4.3.4 地质知识表示方法 |
| 4.3.5 知识库推理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三维地质体建模与可视化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 建模数据模型与数据结构 |
| 5.2.1 工程地质三维数据模型概述 |
| 5.2.2 数据结构分析 |
| 5.2.3 广义三棱柱数据模型 |
| 5.2.4 数据的预处理 |
| 5.2.5 数据结构 |
| 5.3 三维地质体建模 |
| 5.3.1 地形表面建模 |
| 5.3.2 地下三维地质体建模 |
| 5.3.3 地质剖面图的生成 |
| 5.3.4 三维插值算法 |
| 5.3.5 GTP体元加密算法 |
| 5.4 基于虚拟钻孔的误差修正技术 |
| 5.4.1 建模误差分析 |
| 5.4.2 基于虚拟钻孔的误差修正 |
| 5.5 基于工程地质三维模型的分析及可视化技术 |
| 5.5.1 钻孔、钻孔间的剖面查询 |
| 5.5.2 虚拟钻探取芯 |
| 5.5.3 三维模型的可视化表达 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 线路三维环境动态仿真实现技术 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 三维线路模型 |
| 6.2.1 设计线的三维自动化建模 |
| 6.2.2 三维线路曲面模型 |
| 6.3 三维空间观察原理 |
| 6.3.1 观察坐标系 |
| 6.3.2 三维几何变换 |
| 6.3.3 三维对象投影变换 |
| 6.3.4 基于OpenGL实现动态三维漫游 |
| 6.4 线路真实感图形绘制理论与算法 |
| 6.4.1 消隐处理 |
| 6.4.2 光照模型 |
| 6.4.3 插值明暗处理技术 |
| 6.4.4 纹理映射 |
| 6.4.5 基于OpenGL实现真实感图形绘制 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 基于虚拟环境遥感选线方法研究 |
| 7.1 虚拟环境遥感选线方法概述 |
| 7.2 基于三维环境线路局部走向选择方法 |
| 7.2.1 三维设计环境中的三维交互技术 |
| 7.2.2 基于三维地面模型初步估计线路通道 |
| 7.2.3 控制点的选定 |
| 7.2.4 三维线路空间平面位置的确定 |
| 7.2.5 走向方案合理性初查 |
| 7.2.6 平面方案的自动生成 |
| 7.2.7 横断面方案的自动生成 |
| 7.3 基于虚拟地理环境的遥感选线技术 |
| 7.3.1 概述 |
| 7.3.2 选线模型 |
| 7.3.3 选线模式 |
| 7.3.4 基于超地图模型的地质环境识别与选线应用技术 |
| 7.4 基于遥感影像叠加的不良地质区域选线方法 |
| 7.4.1 选线方法概述 |
| 7.4.2 崩塌地段选线 |
| 7.4.3 泥石流地段选线 |
| 7.4.4 滑坡地段选线 |
| 7.5 基于虚拟地理环境的复杂地质区域线路方案评价模型 |
| 7.5.1 引言 |
| 7.5.2 评价模型的层次结构 |
| 7.5.3 评价模型的指标分析和属性值量化 |
| 7.5.4 评价模型的实现 |
| 7.6 本章小节 |
| 第八章 研究方法的实现及验证 |
| 8.1 系统主要构成和功能 |
| 8.1.1 主要特点 |
| 8.1.2 运行环境 |
| 8.1.3 软件编制依据 |
| 8.1.4 系统结构 |
| 8.1.5 系统主要功能 |
| 8.2 实验验证 |
| 8.2.1 实验地区概况 |
| 8.2.2 三维地理环境建模的实验 |
| 8.2.3 实验区遥感地质解译成果 |
| 8.2.4 选线设计实验 |
| 8.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的主要论文情况 |
| 攻读博士学位期间完成的主要科研工作 |
（9）分布环境下的海量三维地形可视化关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国际国内研究状况和进展 |
| 1.2.1 分布式并行处理 |
| 1.2.2 LOD地形模型简化技术 |
| 1.2.3 地形纹理的映射技术与压缩方法 |
| 1.3 研究目标和方法 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第2章 海量三维地形高程数据的组织和存储 |
| 2.1 海量地形高程数据组织策略 |
| 2.2 多分辨率层次地形高程数据模型 |
| 2.2.1 数据分层模型 |
| 2.2.2 数据分块模型 |
| 2.3 数据组织结构 |
| 2.3.1 层次组织结构 |
| 2.3.2 文件组织规则 |
| 2.3.3 数据查找方法 |
| 2.4 数据存储方式 |
| 2.4.1 二进制形式存储 |
| 2.4.2 存取的数据结构 |
| 2.4.3 数据残缺性判断 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 海量三维地形模型绘制中地形实时简化方法 |
| 3.1 常用地形简化算法比较 |
| 3.1.1 简化地形的原因 |
| 3.1.2 PM及其衍生算法 |
| 3.1.3 ROAM算法 |
| 3.1.4 SOAR算法 |
| 3.1.5 Quadtree算法 |
| 3.1.6 四种算法比较 |
| 3.2 海量三维地形模型的局部自适应最优化地形简化模型的提出 |
| 3.3 模型的三个关键性问题 |
| 3.3.1 结点的细分 |
| 3.3.2 结点的取舍 |
| 3.3.3 不同分辨率结点拼接 |
| 3.4 模型的构建 |
| 3.4.1 模型数学模式 |
| 3.4.2 四叉树结点的数据结构 |
| 3.4.3 四叉树结点的绘制 |
| 3.5 模型的应用效果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 地形纹理数据的组织和映射方式 |
| 4.1 海量地形纹理数据的组织方式 |
| 4.1.1 层次组织结构 |
| 4.1.2 文件组织规则 |
| 4.1.3 数据查找方法 |
| 4.2 常用多分辨率纹理映射技术及比较 |
| 4.2.1 Tiling技术 |
| 4.2.2 纹理坐标绕转技术 |
| 4.2.3 两种技术比较 |
| 4.3 基于误差的四叉树纹理映射方式 |
| 4.3.1 纹理分辨率选择 |
| 4.3.2 纹理范围预估 |
| 4.3.3 纹理内存释放方法 |
| 4.4 纹理压缩技术 |
| 4.5 技术应用及效果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 分布环境下海量三维地形数据的调度和处理 |
| 5.1 分布式海量三维地形数据调度和处理模型的提出 |
| 5.2 模型的相关问题 |
| 5.2.1 逻辑运作模式 |
| 5.2.2 网络负载平衡 |
| 5.2.3 数据调度方式 |
| 5.2.4 数据管理方式 |
| 5.2.5 客户的相对性 |
| 5.3 模型的可行性分析：关于系统效率和可靠性 |
| 5.4 依据调度和处理模型的动态调度策略 |
| 5.4.1 基本思路和相关概念 |
| 5.4.2 基于视点的动态调度策略 |
| 5.4.3 动态调度策略的优化 |
| 5.4.4 客户和服务方的处理流程 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 全球三维地形漫游试验演示系统的设计与开发 |
| 6.1 系统框架设计 |
| 6.1.1 总体设计 |
| 6.1.2 主要功能 |
| 6.1.3 基本构架 |
| 6.2 各功能模块设计 |
| 6.2.1 可视化模块 |
| 6.2.2 网络管理模块 |
| 6.2.3 数据调度模块 |
| 6.2.4 系统配置模块 |
| 6.2.5 数据管理模块 |
| 6.3 系统开发及实验数据 |
| 6.3.1 开发环境 |
| 6.3.2 三维显示组件库：Direct3D |
| 6.3.3 面向对象的开发方式 |
| 6.3.4 数据准备 |
| 6.4 系统试验效果与性能测试 |
| 6.4.1 测试环境 |
| 6.4.2 测试效果 |
| 6.4.3 结果讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 未来发展方向 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间撰写的论文 |
| 致谢 |
（10）基于OpenGL的军事地形仿真系统的研究与实现（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 国际和国内发展状况 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 基本理论及相关技术概述 |
| 2.1 三维地形的表达 |
| 2.1.1 基于分形技术的地形生成仿真 |
| 2.1.2 基于随机函数数据拟合的地形仿真 |
| 2.1.3 基于真实地形数据的地形仿真 |
| 2.2 三维地形的建模 |
| 2.2.1 数字高程模型概念 |
| 2.2.2 数字高程模型分类 |
| 2.3 三维地形的生成过程 |
| 2.3.1 地形数据采集 |
| 2.3.2 地形数据建模、表面剖分和可视化处理 |
| 2.4 地形可视化技术 |
| 2.4.1 三维场景渲染工具选择 |
| 2.4.2 OpenGL 的特点 |
| 2.4.3 OpenGL 基本操作原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 地形的简化和真实感绘制的研究 |
| 3.1 基于OpenGL 的仿真系统场景的构造 |
| 3.2 利用军事地图进行DEM 数据采集 |
| 3.3 小波分析对地形的简化 |
| 3.3.1 小波变换简化规则格网地形的合理性分析 |
| 3.3.2 Daubechies 小波与多进制 |
| 3.3.3 多进制小波的多分辨分析及滤波器系数的获取 |
| 3.3.4 多进制小波变换简化 DEM 的实现 |
| 3.3.5 实验分析 |
| 3.4 纹理映射的实现 |
| 3.4.1 纹理映射概述 |
| 3.4.2 纹理坐标和几何坐标的关系 |
| 3.4.3 基于 OpenGL 的纹理映射 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 实时动态显示和交互漫游的研究 |
| 4.1 实时动态显示和漫游方式 |
| 4.1.1 三维地形实时动态显示支持技术 |
| 4.1.2 漫游方式的分类 |
| 4.2 设备控制的手动式漫游 |
| 4.2.1 实现原理 |
| 4.2.2 键盘控制的设计 |
| 4.2.3 鼠标控制的设计 |
| 4.3 设置路径的自动式漫游 |
| 4.3.1 实现原理 |
| 4.3.2 飞行路线插值 |
| 4.3.3 样条曲线插值 |
| 4.3.4 飞行观察模拟的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 部队军事地形仿真系统的设计和实现 |
| 5.1 系统需求分析 |
| 5.2 系统设计 |
| 5.2.1 系统设计原则 |
| 5.2.2 软硬件环境 |
| 5.2.3 系统的体系结构 |
| 5.3 系统框架的实现 |
| 5.3.1 系统编程环境的建立 |
| 5.3.2 系统程序的总体框架 |
| 5.4 系统的功能及实现 |
| 5.4.1 系统的操作界面 |
| 5.4.2 系统的操作流程 |
| 5.4.3 系统功能 |
| 5.4.4 系统功能的实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 取得的基本经验 |
| 6.2 不足之处与今后的设想 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 致谢 |
四、三维地形实时动态显示的核心技术研究（论文参考文献）
- [1]海洋水合物环境原位综合监测系统关键技术研究[D]. 赵彦超. 吉林大学, 2020(08)
- [2]三维场景中地形与建筑物集成可视化技术研究[D]. 杨燕. 东南大学, 2019(06)
- [3]三维虚拟战场仿真关键技术研究[D]. 覃邦雄. 武汉理工大学, 2013(S2)
- [4]三维电子沙盘系统的研究与实现[D]. 杨智勋. 中南大学, 2011(05)
- [5]大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究[D]. 张俊峰. 武汉大学, 2011(07)
- [6]大规模三维地形建模与渲染的研究及改进[D]. 闫丰亭. 山东科技大学, 2011(05)
- [7]数字地球三维空间信息服务关键技术研究[D]. 罗显刚. 中国地质大学, 2010(12)
- [8]基于遥感信息的选线系统地理环境建模方法及应用研究[D]. 吕希奎. 西南交通大学, 2008(06)
- [9]分布环境下的海量三维地形可视化关键技术研究[D]. 刘扬. 北京师范大学, 2008(03)
- [10]基于OpenGL的军事地形仿真系统的研究与实现[D]. 张凯威. 吉林大学, 2008(10)