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《西南交通大学》 2002年
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地形三维可视化及其实时绘制技术研究

彭仪普  
【摘要】: 地形三维可视化及其实时绘制技术一直以来是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点。本文针对当前地形三维可视化及其实时绘制技术的研究现状,在吸取三维计算机图形学、计算几何、科学计算可视化、虚拟现实、计算机网络的先进理论和技术成果的基础上,围绕地形三维可视化及其实时绘制技术中的数字地形模型、三维真实感地形生成、分形地形模拟、地形简化和多分辨率表达、基于网络的三维地形可视化等核心技术内容展开讨论与研究,目标是建立地形三维可视化及其实时绘制技术在现有相关学科技术成果上实现的基本理论和技术框架。所做的主要工作有: (1)着重研究了数字地形模型中的TIN生成算法,给出了带特征线约束的Delaunay三角网最优算法的研究及实现。 (2)基于Open GL三维图形库和其工作原理,对三维真实感地形生成的基本过程(包括建模、空间变换、光照处理、可见面识别、背景遮挡、阴影处理和纹理映射等)进行了详细剖析,提出了一些加强渲染效果和加快绘制速度的具体措施。讨论与分析了基于体素(Voxel)绘制技术的特点及其在地形绘制中的应用。 (3)基于分形的原理,对采用分形布朗运动模拟地形的方法进行了系统研究。对其特征参数(H,δ)的物理意义进行了剖析,给出了采用随机中点位移法中的“diamond-square”算法实现分形地形模拟的具体细节。 (4)首次详细比较分析了各类多分辨率地形表示的数据模型和应用特点,提出了新的分类方法和ROAM算法的优化建议,为后续多分辨率地形表示奠定了坚实的理论基础。 (5)分析了实时多分辨率地形表示(或细节层次,即LOD)的基本特征。提出和改进了两种适合现阶段的基于四叉树(自适应四叉树和隐含四叉树)的实时动态多分辨率地形模型。基于实时多分辨率地形表示的典型特征,详细分析了它们的数据结构和算法实现的技术细节,并用实验证明了其有效性和优越性,解决了现阶段对地形多分辨率实时动态分析和漫游的技术需要。 (6)详细分析了基于VRML(或网络)的三维地形可视化实现技术,依照VRML语法扩展和设计了适合三维地形网络表达的VRML原型节点,解决了如何使三维大规模地形数据直接进入VRML世界、高精度数学运算和实时交互漫游的难点。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P208

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 陈媛媛;翟亮;;基于三维动态可视化技术的生态环境地学信息图谱研究[J];测绘科学;2007年02期
3 梁俊;蒋金龙;赵雪莲;陈国友;谌进波;;随机中点位移法在三维地形插值显示的适用性分析[J];测绘科学;2007年03期
4 程思聪;杜清运;江文萍;;基于VTK的地形三维可视化研究[J];测绘信息与工程;2006年01期
5 周夷;景奉广;;多分类器组合的遥感图像分类的方法[J];城市勘测;2008年02期
6 王玉琨;王高峰;刘启平;;基于四叉树的地形可视化研究[J];地理与地理信息科学;2008年02期
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8 王小珂;周勇;王钤;;基于激光雷达距离图像信息的三维重构技术[J];兵工自动化;2013年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
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4 库祥臣;异形弹簧数字化制造关键技术研究[D];西北工业大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦爽;基于AE的组件式开采沉陷预计及可视化分析系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 姚华;基于离散数据的三维地形建模技术研究[D];河南理工大学;2010年
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6 彭正林;基于TIN的地质界面三维形态分析及应用[D];中南大学;2011年
7 牛乐善;基于网络的VR-GIS地形数据组织与可视化研究[D];华中科技大学;2010年
8 傅桂霞;基于AUV测量信息的时空3D数据地形构建[D];哈尔滨工程大学;2011年
9 孙鹤;基于分形理论的海底三维地形生成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 李文杰;基于构件的多粒度森林仿真系统架构的研究[D];浙江工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 蔡先华;郑天栋;;数字高程模型数据综合方法研究[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
9 王艳慧;陈军;蒋捷;李志林;;道路网多尺度数据建模的实体-关系分析[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
10 李满春;戴崴巍;赵勇;;GIS专业人才的素质特征、知识结构与培养方案研究[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
2 田峰敏;水下地形导航模型求解与导航区初选策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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7 章冲;网络环境下煤矿三维建模及可视化关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 车森;空间数据跨媒介可视化输出研究[D];解放军信息工程大学;2010年
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10 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆牛;煤系地层三维地质建模及可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 田会波;海底地形三维可视化[D];山东科技大学;2010年
3 解斐斐;UAV城市高质量DOM制作方法研究[D];山东科技大学;2010年
4 梁永会;面向网格服务的SWAT模型集成体系研究[D];郑州大学;2010年
5 常静;基于WebGIS的洪水淹没三维可视化技术研究[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张虹;万县市滑坡地质灾害的数据库设计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2003年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 燕永锋;“矿床数学—经济模型”软件包的开发及其在元江金矿的应用[D];昆明理工大学;2000年
2 陈永华;WebGIS三维可视化的研究[D];解放军信息工程大学;2000年
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5 王兴玲;基于XML的地理信息Web服务研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
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9 谭伟;融合实例推理的混合式集成化CAPP系统关键技术及应用研究[D];重庆大学;2002年
10 刘东海;工程可视化辅助设计理论方法及其应用[D];天津大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梅晓仁;伊敏河露天矿可视化煤矿床地质信息管理系统[D];辽宁工程技术大学;2001年
2 殷畅;GIS中的地形三维可视化[D];解放军信息工程大学;2001年
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6 胡颖;基于关系数据库的空间数据对象的研究[D];福州大学;2002年
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10 过志峰;基于高效空间存取机制的地理空间数据查询研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯永平;张广录;徐丽梅;高树红;刘慧涛;肖登攀;;地学信息图谱研究进展[J];安徽农业科学;2009年25期
2 王冬;;森林资源地形信息三维可视化模型研究[J];安徽农业科学;2010年20期
3 杨洁;隋学艳;杨丽萍;郭洪海;朱振林;;山东省植被指数影像数据库的设计与实现[J];安徽农业科学;2011年29期
4 张通;效存德;;基于分形的冰塔林形态模拟初探[J];冰川冻土;2012年01期
5 赵磊;杨磊;闫鹤;乔健;;基于GIS的直升机辅助航迹规划探讨[J];北京测绘;2012年01期
6 杨海林;王家廞;;数字地球中实时地形晕渲的实现方法[J];北京航空航天大学学报;2011年12期
7 王明常;牛雪峰;杨毅恒;邢立新;;长白山地区景观格局过程模拟预测研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2009年05期
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9 张嘉桐;路来君;刘兵;陈国强;;混合类型地质变量亲近关系度量模型[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年S1期
10 毕明丽;;白山地区地球化学元素组合分布特征及其地质意义[J];长春工程学院学报(自然科学版);2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 岳利群;夏青;蒋秉川;陈华;朱杰;;地形环境仿真中数据组织管理影响因素研究[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
2 陈华;夏青;王洪威;岳利群;蒋秉川;;全球海量纹理数据的预处理技术研究[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
3 王洋;胡斌;黄坚;夏榆滨;翁敬农;;地球影像数据的组织、索引及其实现[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
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5 路鹏飞;杨长春;郭爱华;;ActiveX技术在三维地震资料可视化中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第六卷)[C];2008年
6 岳利群;夏青;刘德伟;陈华;蒋秉川;;全球多分辨率DEM数据的转换与预处理技术研究[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
7 陈华;岳利群;夏青;蒋秉川;;全球多分辨率纹理数据的转换与预处理技术研究[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
8 王昕;简季;杨武年;欧阳鹏;施磊;;简单层状地质体三维建模初步研究[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
9 陈荣;;一种三维地形建模与可视化方法[A];第六届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2012年
10 余剑峰;张少济;缪正建;佟大威;;三维地质建模与分析在水电站中的应用[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖毅;体育赛事背景广告曝光参数虚拟预测研究[D];上海体育学院;2010年
2 马纯永;城域景观VRGIS一体化仿真平台研究与实现[D];中国海洋大学;2010年
3 王小龙;建设工程数字化管理体系研究[D];北京交通大学;2010年
4 邓野;CTCS-3测试仿真环境可视化关键技术的研究[D];北京交通大学;2010年
5 郑元满;重磁三维物性实时可视化反演关键技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 张小侠;雅鲁藏布江流域关键水文要素时空变化规律研究[D];北京林业大学;2011年
7 王波;基于三维地质模型的金属矿床动态储量计算技术研究[D];南京师范大学;2011年
8 李文庆;VV-Ocean海洋环境仿真与海洋数据动态可视化系统的研究与实现[D];中国海洋大学;2011年
9 赵娜;分布式反辐射导弹虚拟仿真系统研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 岳利群;基于分布式存储的虚拟地理环境关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖国瑞;降雨过程中不同粗糙度土表微地貌特征演变与三维模型的建立[D];华中农业大学;2010年
2 杨俊杰;开源虚拟引擎三维地形环境拓展研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
3 郭炜杰;基于分形的花式线及其织物外观效果模拟的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 刘晓亮;三维数字地形模型的建立与地形分析方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 李文;VRGIS中海量数据绘制关键技术与算法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 姚华;基于离散数据的三维地形建模技术研究[D];河南理工大学;2010年
7 梁吉欣;基于Skyline的Web三维GIS应用研究[D];昆明理工大学;2009年
8 张蓓蓓;大红山铜矿三维建模及可视化研究[D];昆明理工大学;2009年
9 毛玉柱;矢量空间数据库引擎的研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 丁灿剑;基于分形的木工平面雕刻图案生成方法的研究[D];中南林业科技大学;2007年
【二级参考文献】
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5 李德仁;信息高速公路、空间数据基础设施与数字地球[J];测绘学报;1999年01期
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9 虞继进;数字高程模型(DEM)的建立与应用[J];江苏测绘;1999年03期
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【相似文献】
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8 刘波;王章野;王丽英;鲍虎军;彭群生;;城市的高效建模及雨雪天气下的实时绘制[A];中国计算机图形学进展2008--第七届中国计算机图形学大会论文集[C];2008年
9 熊自明;魏海平;;一种快速建立数字城市地形三维可视化分析系统的方法[A];中国地理信息系统协会第九届年会论文集[C];2005年
10 李智;张雅声;;基于Logit变换的星际地形生成[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 毛江华;微软未来图谱轮廓浮现[N];计算机世界;2008年
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3 北京航空航天大学虚拟现实新技术教育部重点实验室 田雪松 崔鹏 郝爱民;“真实”的“虚幻”[N];计算机世界;2004年
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5 余欣;通过国家自然科学基金委验收[N];黄河报;2009年
6 四川 山侠;Java程序测试软件JBenchmark1.0[N];电子报;2004年
7 凤宣;凤凰御景一期别墅隆重开盘[N];承德日报;2008年
8 ;百花齐放的2004 指环王系列[N];电脑报;2004年
9 记者 石强 通讯员 祁伟 张永平;甘肃科技创新提升公路建设安全监管水平[N];中国交通报;2009年
10 吴楠 渠德军;前进农场科技园区 被定为全国首家电信农业物联网研发基地[N];黑龙江经济报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 彭仪普;地形三维可视化及其实时绘制技术研究[D];西南交通大学;2002年
2 刘峰;大规模森林场景的实时绘制及动态模拟[D];浙江大学;2011年
3 陆艳青;海量地形数据实时绘制的技术研究[D];浙江大学;2003年
4 杜金莲;大规模三维地形实时绘制关键技术的研究与实现[D];大连理工大学;2003年
5 王洁宁;面向虚拟现实环境的自然现象模拟关键技术的研究[D];天津大学;2005年
6 任利锋;虚拟环境中的虚拟人技术研究[D];浙江大学;2008年
7 杨毅;面向移动设备的真实感图形处理系统设计与实现[D];中国科学技术大学;2008年
8 陈雷霆;三维复杂场景实时绘制技术[D];电子科技大学;2007年
9 孙鑫;可变材质的交互级全局光照明绘制算法的研究[D];浙江大学;2008年
10 罗智勇;面向地质勘查的三维可视化系统研制与开发[D];成都理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈伟磊;大规模复杂场景中地形的实时绘制和优化渲染研究[D];燕山大学;2011年
2 英振华;基于分形理论的地形场景实时真实感绘制[D];重庆大学;2005年
3 翟小明;大规模地形场景实时绘制技术研究[D];大连海事大学;2010年
4 田会波;海底地形三维可视化[D];山东科技大学;2010年
5 蒲昌吉;基于GPU的超大规模地形实时绘制技术[D];电子科技大学;2010年
6 江勃;基于动态多分辨率的三维地形实时绘制技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 朱腾辉;实时绘制语言的研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年
8 周洪(?);大规模场景数据的动态调度和布局优化[D];浙江大学;2006年
9 梁韬;基于遮挡地平线技术的森林景观实时绘制研究[D];北京林业大学;2007年
10 张小苏;真实感树木实时绘制研究[D];辽宁科技大学;2008年
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