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大规模地形实时绘制算法 总被引：8，自引：3，他引：5
该文提出一种适合大规模地形实时绘制的简单高效的LOD简化算法。该算法使用一种紧凑有效的规则网格表示方法,优化网格节点的数目,减少可视化过程中的计算量,降低额外内存开销。探讨该算法相关的数据组织、视域裁剪、LOD层次选择、裂缝消除、三角形化等关键问题。实验结果表明,该算法实现简单,内存开销较少,CPU耗费小,对图形卡要求低,能够在普通机器上实现大规模地形的实时漫游。 相似文献
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虚拟地形环境在游戏、仿真、虚拟现实等领域有广泛的应用,在网络环境下如何进行海量地形数据的三维表达与传输是目前研究的重点。基于对等思想提出一种适合大规模地形漫游的分布式网络结构,充分发挥客户机的作用,从而有效地减少服务器负载,采用多点下载数据,提高地形数据的传输速度。同时研究该网络结构下多点下载模型、数据预处理、数据流程和视点相关的LOD简化算法,实现网络环境下大规模地形实时漫游。实验结果表明,在分布式网络环境下,该文中提出的方案可实现大规模地形实时漫游。 相似文献
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一种快速地形纹理生成和虚拟漫游方法 总被引：3，自引：1，他引：2
复杂场景的大范围、高分辨率纹理的快速漫游是虚拟现实、GIS、仿真等领域的关键技术与难点。DEM是对地形地貌的数字描述和模拟,利用DEM数据生成可视化地形,可以更好的描述特定区域的地形特征,通过对特定区域中模型的纹理生成和映射,配合光照、大气等区域内自然场景的建模技术,可生成较为逼真的真实场景。基于OpenGL编程进行DEM地形可视化是实现地形实时漫游的方法之一,利用层次细节模型降低场景复杂度以提高漫游帧速率是该类系统中的常用方法,由于场景复杂度问题,不同的系统在具体算法实现中采用的方法也不尽相同。本文以一个虚拟校园为例,针对DEM数据转换和LOD模型面临的问题,给出了特定场景的LOD模型数据处理思想和纹理快速纹理生成、匹配、映射算法。同时给出虚拟实时漫游中第一人称漫游和飞行漫游的一般方法,讨论了在Windows环境下使用OpenGL进行虚拟漫游的基本步骤。提出了一种新的根据场景特点快速生成和映射纹理途径。结果表明,该方法在保证真实感条件情况下达到了满意的实时漫游效果。 相似文献
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海量三维地形数据集的流式处理 总被引：1，自引：0，他引：1
该文提出基于网络实时交互的海量三维地形数据的流式处理方案。通过一个输出恒定的动态多分辨率简化算法,对三维地形数据进行裁剪简化,实现与总数据量和视点位置无关的恒定数据量输出;在算法输出的非均匀高程矩阵上,进一步采用三维地形数据流式编码解码算法,将高程矩阵进行离散余弦变换到频率域,并根据频谱分析结果引入累进式传输编码解码,结合服务质量控制,根据客户端和网络的性能状况进行自适应调节。实验表明,流式处理方案可以根据运行平台性能提供不同质量的场景复原,达到基于网络的实时交互性能。 相似文献
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基于DEM的地形单元多样性指数及其算法 总被引：4，自引：0，他引：4
在阐述地形信息表达研究进展的基础上,提出基于DEM地形单元多样性指数的概念和算法。地形单元多样性指数综合了高程、坡度、坡位、坡向、汇流量和水域信息等要素。其算法集成地形位置指数和地形湿度指数算法,采用图层叠加分析,设定分类、分级指标,进行重分类组合,划分地形单元类型,利用窗口分析法计算地形单元多样性指数。以四川省为试验区,利用精度为100 m的DEM数据和水域分布数据进行模拟计算,地形单元划分为13种典型类型,统计窗口半径设为900 m,计算出的多样性指数值小于0.5的区域仅占总面积的11%,大于0.75的区域达57%,符合实验区地形特征,并对算法进行了可行性分析和验证。结果表明,该算法提取的地形单元多样性指数可以有效反映地表形态的多样性特征及其变化。该研究结果为进一步探讨基于DEM地表形态信息的概念体系,以及从微观到宏观的地形信息空间分析研究创造了条件。 相似文献
6.
为实现大规模地形的多分辨率显示与实时绘制,基于LOD技术给出了多尺度TIN的管理和表达算法。探讨该算法相关的数据组织、LOD层次表达、实时刷新等关键问题。该算法使用分级策略,在不影响视觉效果前提下对TIN进行分级表达;使用分区策略,在可视化过程中对TIN进行局部更新。采取不同分辨率TIN模型间逐步过渡策略,基本上消除了视图变换时的跳跃感。实验结果表明,这种紧凑有效的TIN表示方法实现简单,内存开销较少,CPU耗费小,大大缩短了视图刷新切换时间,能够在普通机器上实现大规模地形的实时漫游。 相似文献
7.
该文对基于局部误差、曲率和法向量的5个地形简化指标进行分析评价,用离散的高斯合成曲面来模拟真实DEM,以解析得到的高斯曲率作为地形简化指标“真值”,通过对各个指标“保特征性”可信度的分析,获得对这5个指标的整体评价：1)基于法向量的地形简化指标更能反映地形特征;2)各指标的“保特征性”随简化比的减小呈线性上升;3)各指标的优劣排序对地表形状和分辨率不敏感;4)各指标“保特征性”可信度在同一分辨率下较为稳定。并用实例验证结论的正确性。 相似文献
8.
一种基于TIN的地形剖面线生成算法 总被引：3，自引：1，他引：3
在目前已有基于规则格网(Grid)生成地形剖面线的基础上，提出了一种适用于不规则三角网(TIN)的剖面线生成算法。该算法充分利用TIN中各三角形间存在的拓扑关系，实现了与剖面线相交三角形的快速搜索，大大提高了算法的执行效率。由于地形简化后的TIN仍保留三角形间的拓扑关系，该剖面线生成算法还适用于多分辨率的海量TIN数据。 相似文献
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基于山地灾害动态过程仿真需要的考虑,并针对该动态过程仿真时渲染数据量过大所造成的实时性较差的问题,提出了利用改进的三角形二叉树LOD算法实现地形三维建模与可视化的方法。算法对山地地形数据进行了分层和分块的预处理,用三角形二叉树表示地形网格,并结合视点和局部地形的粗糙程度,动态的载入所需的地形块和释放无用的地形块,使得内存中的地形数据维持在一定范围内。实验结果表明;在对地形渲染不失真的前提下,本方法能够有效地提高地形绘制的效率,可应用到大规模山地地形的三维建模与可视化中去,为整个山地灾害的动态过程仿真奠定了良好的基础。 相似文献
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将地貌综合的三维Douglas-Peucker方法引入地形LOD中,通过构建Quad_TIN模型,结合离散点的全局重要性分级、地形块的四叉树模型构建、高效的可见性判断及增量更新等策略,提出一种大规模地形实时动态显示的新算法。实验结果表明,在保证地形的自适应快速、逼真显示的前提下,可大大扩展三维Douglas-Peucker和Quad_TIN的适用范围及运算效率,为海量三维场景的逼真快速重构提供了现实可能性。 相似文献
11.
数字地形分析在滑坡研究中的应用综述 总被引：2，自引：0，他引：2
高效的数字地形分析（Digital Terrain Analysis,DTA）是滑坡预测与评估研究的重要手段。文章综述了DTA在滑坡研究中的应用现状,基本内容包括地形因子分析、地形形态分析、地形单元划分以及DEM与滑坡模型的结合分析。地形因子分析的应用多而广,主要思路是在地形因子与滑坡发育的关系研究基础上分析其滑坡敏感性,进而构建滑坡预测和评估模型;地形形态分析是滑坡识别的重要手段,加强地貌形态和滑坡发育的关系研究有助于对潜在滑坡地形的识别;地形单元划分能为滑坡研究提供统计和分析单元;DEM与滑坡专业模型的结合方式多样,程度各异。同时,从尺度选择与转换的角度探讨了DTA滑坡研究的尺度问题,分析了DTA的局限性,指出DEM不能提供完备无误的地形信息,DTA不能完全取代常规的地形分析。最后,基于以上论述对未来的研究趋势提出了展望。 相似文献
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Daming Wang Shawn W. Laffan Yu Liu Lun Wu 《International journal of geographical information science》2013,27(2):305-326
We describe a method of morphometric characterisation of landform from digital elevation models (DEMs). The method is implemented first by classifying every location into morphometric classes based on the mathematical shape of a locally fitted quadratic surface and its positional relationship with the analysis window. Single‐scale fuzzy terrain indices of peakness, pitness, passness, ridgeness, and valleyness are then calculated based on the distance of the analysis location from the ideal cases. These can then be combined into multi‐scale terrain indices to summarise terrain information across different operational scales. The algorithm has four characteristics: (1) the ideal cases of different geomorphometric features are simply and clearly defined; (2) the output is spatially continuous to reflect the inherent fuzziness of geomorphometric features; (3) the output is easily combined into a multi‐scale index across a range of operational scales; and (4) the standard general morphometric parameters are quantified as the first and second order derivatives of the quadratic surface. An additional benefit of the quadratic surface is the derivation of the R 2 goodness of fit statistic, which allows an assessment of both the reliability of the results and the complexity of the terrain. An application of the method using a test DEM indicates that the single‐ and multi‐scale terrain indices perform well when characterising the different geomorphometric features. 相似文献
14.
DEM 点位地形信息量化模型研究 总被引：2，自引：0，他引：2
针对DEM 点位, 首先应用微分几何法对其所负载的语法信息量进行测度, 其次根据地形特征点类型及地形结构特征确定其语义信息量, 然后基于信息学理论构建了DEM 点位地形信息综合量化模型。在此基础上, 以黄土丘陵沟壑区作为实验样区, 对DEM 点位地形信息量提取方法及其在地形简化中的初步实例应用进行了探讨和验证。实验结果显示, 所提出的DEM 点位地形信息量化方案可行;基于DEM 地形信息量指数的多尺度DEM 构建方案, 具有机理明确、易于实现的特点, 并通过优先保留地形骨架特征点, 可以有效减少地形失真, 从而满足不同层次的多尺度数字地形建模和表达要求。对DEM 点位地形信息进行有效量化, 为认识DEM 地形信息特征提供了一个新的切入点, 同时为多尺度数字地形建模提供理论依据与方法支持。 相似文献
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山区地形开阔度的分布式模型 总被引：1，自引：0，他引：1
地形开阔度是影响山地辐射平衡及其分量的重要地形因子,是山区散射辐射、地形反射辐射等计算的重要参数。在复杂的地形条件下,地形开阔度的计算很难用数学公式描述。 利用数字高程模型（DEM）,全面考虑了坡地自身遮蔽和周围地形相互遮蔽的影响,提出了山区地形开阔度的分布式模型和算法。以1 km×1 km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映,计算了起伏地形下中国地形开阔度的空间分布。同时,利用100 m和1 km两个分辨率的DEM数据,从不同DEM分辨率和不同地貌类型两个方面探讨了地形开阔度的空间尺度效应,阐明了区域地形开阔度随地形地貌和空间分辨率的变化规律。所提供的山地开阔度的数据可作为基础地理数据供相关研究应用。 相似文献
16.
TANGGuoan ZHAOMudan LITianwen LIUYongmei ZHANGTing 《地理学报(英文版)》2003,13(4):387-394
Slope is one of the crucial terrain variables in spatial analysis and land use planning, especially in the Loess Plateau area of China which is suffering from serious soil erosion. DEM based slope extracting method has been widely accepted and applied in practice. However slope accuracy derived from this method usually does not match with its popularity. A quantitative simulation to slope data uncertainty is important not only theoretically but also necessarily to applications. This paper focuses on how resolution and terrain complexity impact on the accuracy of mean slope extracted from DEMs of different resolutions in the Loess Plateau of China. Six typical geomorphologic areas are selected as test areas, representing different terrain types from smooth to rough. Their DEMs are produced from digitizing contours of 1:10,000 scale topographic maps. Field survey results show that 5 m should be the most suitable grid size for representing slope in the Loess Plateau area. Comparative and math-simulation methodology was employed for data processing and analysis. A linear correlativity between mean slope and DEM resolution was found at all test areas, but their regression coefficients related closely with the terrain complexity of the test areas. If taking stream channel density to represent terrain complexity, mean slope error could be regressed against DEM resolution (X) and stream channel density (S) at 8 resolution levels and expressed as(0.0015S2 0.031S-0.0325)X-0.0045S2-0.155S 0.1625, with a R2 value of over 0.98. Practical tests also show an effective result of this model in applications. The new development methodology applied in this study should be helpful to similar researches in spatial data uncertainty investigation. 相似文献
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黄土丘陵沟壑区地形定量因子的关联性分析 总被引：8，自引：7，他引：1
不同地形因子虽然在语义概念、计算方法等方面均有明显的差异,但各地形因子之间并不是绝对孤立的,它们之间相互关联、相互影响。这种关联的强弱与趋势,都从不同角度揭示着地形起伏变化与地貌发育的本质及内在规律,同时,还在一定程度上映射着地表形态的发育过程。文章以黄土高原丘陵沟壑区的15个样本地区为实验样区,以高分辨率、高精度的1:1万比例尺DEM为基础数据,应用BP神经网络模型,探讨地形定量因子与地面坡度之间的关联性特征,并将神经网络的方法与传统的多元回归方法进行比较。结果表明,相对于传统的多元回归方法,带隐含层的BP神经网络分析方法能更为有效地反映地形因子间隐含的关联特征。该研究方法为进行地貌多定量指标的的选择和多因子之间关联性的量化提供了一种新的方法。 相似文献
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Slope is one of the crucial terrain variables in spatial analysis and land use planning, especially in the Loess Plateau area of China which is suffering from serious soil erosion. DEM based slope extracting method has been widely accepted and applied in practice. However slope accuracy derived from this method usually does not match with its popularity. A quantitative simulation to slope data uncertainty is important not only theoretically but also necessarily to applications. This paper focuses on how resolution and terrain complexity impact on the accuracy of mean slope extracted from DEMs of different resolutions in the Loess Plateau of China. Six typical geomorphologic areas are selected as test areas, representing different terrain types from smooth to rough. Their DEMs are produced from digitizing contours of 1:10,000 scale topographic maps. Field survey results show that 5 m should be the most suitable grid size for representing slope in the Loess Plateau area. Comparative and math-simulation methodology was employed for data processing and analysis. A linear correlativity between mean slope and DEM resolution was found at all test areas, but their regression coefficients related closely with the terrain complexity of the test areas. If taking stream channel density to represent terrain complexity, mean slope error could be regressed against DEM resolution (X) and stream channel density (S) at 8 resolution levels and expressed as (0.0015S2+0.031S-0.0325)X-0.0045S2-0.155S+0.1625, with a R2 value of over 0.98. Practical tests also show an effective result of this model in applications. The new development methodology applied in this study should be helpful to similar researches in spatial data uncertainty investigation. 相似文献