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基于LOD的大范围地形漫游技术研究

李观石  
【摘要】:近年来,地形漫游已经广泛应用于电子游戏、虚拟现实、飞行模拟、军事演习以及GIS等各个应用和研究领域。随着三维可视化应用的深入和计算机技术的不断发展,人们对地形漫游产生了更高的要求。 在GIS中,地形可视化有助于用户对空间数据相互关系以及分析结果的直观表达。三维地形可视化是三维GIS的一个重要内容,也是构建“数字地球”的一项重要手段。 随着大规模数据获取和生产技术的发展,通常的基于内存模式的地形可视化已经不能满足要求,大规模的地形漫游技术就成为了虚拟现实和三维GIS研究的一个热点。由于计算机硬件的限制和数据量的庞大,目前的大多数虚拟现实和三维渲染软件不支持运行时实时海量地形数据更新和修改。大范围三维地形漫游系统的建立,需要在系统的体系结构、视景数据库的管理、场景简化、大范围数据调度和场景真实感等方面展开研究,建立的虚拟地形环境应该能够使在其中漫游的用户方便的理解场景,进而建立正确的空间认知模型,得到所需的知识。 本文介绍了海量数据的存储、调度的基本理论和技术,在对原始数据进行分块的基础上,采用了基于空间数据引擎的管理技术。为了建立多分辨率场景简化模型,本文提出了类似于ROAM算法的二元三角树层次结构,并在此基础上提出了几种结点评价函数,得出了在大范围三维场景漫游中最优的结点评价体系。最后实现了一个大范围三维场景漫游系统,试验表明该系统运行良好。


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