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作者：赵鹏辉北京建筑大学

学位级别：硕士

地形数据在进行大数据量或复杂的计算时,传统的计算模式难以满足实际应用中区域规模与计算时效的要求。现有的处理方法主要采用并行计算、云计算、云超算等计算方式,它们可以实时或更快速地处理和分析数据,有较高的计算效率,但是这些技... 详细信息

地形数据在进行大数据量或复杂的计算时,传统的计算模式难以满足实际应用中区域规模与计算时效的要求。现有的处理方法主要采用并行计算、云计算、云超算等计算方式,它们可以实时或更快速地处理和分析数据,有较高的计算效率,但是这些技术以及系统的部署相对复杂且成本昂贵。在常规硬件条件的网络地理信息系统环境下,地形数据的计算存在的网络传输和服务器负担过重等问题还未有效解决,因而使得地形数据的计算效率较低。本文基于边缘计算、云计算的相关理念,在地形瓦片、地形数据计算的基础上对该问题展开研究,提出了一种基于地形瓦片的地形分析快速计算方法。该方法实现了对地形数据进行分层的计算,提高了地形数据的计算效率。论文的主要研究内容与成果如下:(1)构建了自定义地形瓦片,用于进行大数据量或复杂的地形计算。本研究分析了地形数据的结构特征,构造了地形瓦片金字塔模型,实现了地形数据的统一组织和管理;研究了现有的地形因子提取算法,把工作流的思想引入到地形因子的提取中,基于金字塔模型提取了不同等级地形瓦片的地形因子;把地形因子以扩展数据的方式添加进地形瓦片中,使不同等级的地形瓦片包含相应等级的地形因子,构建了可用于地形分析的自定义地形瓦片。(2)地形分析快速计算的方法。面向地形数据可视化,提出了一种地形数据调度方法,可实现地形数据的快速可视化;在自定义的地形瓦片上建立计算区域,引入国家公共服务电子地图瓦片数据规范作为约束,然后在此区域上进行LOD等级划分,建立了地面分辨率、LOD等级、地图比例尺之间的内在关系;在云计算、边缘计算、雾计算的基础上,提出了一种基于端点计算的地形瓦片计算模式,基于该计算模式对不同LOD等级的地形数据进行计算,达到了地形分析快速计算的目的。(3)系统设计与结果精度分析。由于该方法不是对最原始的地形数据进行计算,而是对不同LOD的地形数据进行计算,所以会存在精度损失的问题。本文设计了地形数据快速分析系统,并进行了相关实验,验证了基于地形瓦片的地形快速分析方法的准确性与可行性。

关键词：地形瓦片地形因子地形分析多尺度金字塔模型

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基于地形瓦片的地形分析快速计算方法研究

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矿山测量 2020年第4期48卷 105-108,113页

作者：赵鹏辉霍亮朱杰张正雄宋继哲北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京102616 现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室北京102616 国家基础地理信息中心北京100830

在常规硬件条件的网络地理信息系统环境下,进行地形数据的计算,会降低其计算效率。文中提出一种基于地形瓦片的地形快速分析方法,该方法首先构建了含有地形因子的自定义地形瓦片,其次提出了一种基于自定义地形瓦片的地形分析快速计算方... 详细信息

在常规硬件条件的网络地理信息系统环境下,进行地形数据的计算,会降低其计算效率。文中提出一种基于地形瓦片的地形快速分析方法,该方法首先构建了含有地形因子的自定义地形瓦片,其次提出了一种基于自定义地形瓦片的地形分析快速计算方法,根据地形瓦片的等级,实现了对地形数据进行分层的计算。实验结果表明,该方法提高了地形分析效率,在保证精度的前提下可以满足地形的快速分析。

关键词：地形瓦片地形因子地形分析多尺度金字塔模型

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地形平滑中瓦片高程数据的快速调度方法

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现代计算机 2021年第12期27卷 146-150页

作者：朱俊洁陶伟殷明阳四川大学计算机学院成都610065 中国舰船研究设计中心武汉430064 中国核动力研究设计院成都610041

随着"数字地球"概念的出现,大规模地形可视化在战场仿真、战场态势推演、虚拟现实等诸多领域得到了广泛的应用。为了加快地形平滑过程中高程数据的调度速度,提出一种地形平滑中瓦片高程数据的快速调度方法。该方法通过对地形数据高程值... 详细信息

随着"数字地球"概念的出现,大规模地形可视化在战场仿真、战场态势推演、虚拟现实等诸多领域得到了广泛的应用。为了加快地形平滑过程中高程数据的调度速度,提出一种地形平滑中瓦片高程数据的快速调度方法。该方法通过对地形数据高程值预处理,减少了大量不必要的数据调度,从而加速地形平滑。通过实验对比地形的渲染效果和调度地形瓦片的耗时,表明该方法能够有效地提高地形高程数据的调度效率。

关键词：地形平滑高程数据地形瓦片

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地形级实景三维地理场景局部快速绘制方法

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地理空间信息 2024年第10期22卷 79-82,99页

作者：钱荣荣赵沛冉李杰浙江省测绘科学技术研究院浙江杭州310000

作为数字中国的数字底板和新型基础设施建设的重要组成部分,地形级实景三维通常以地形瓦片的形式进行应用服务和可视化展示,面对实际应用中对重点关注区域地形数据的高现势性要求,如何实现局部区域地形数据的快速更新和展示显得尤为重... 详细信息

作为数字中国的数字底板和新型基础设施建设的重要组成部分,地形级实景三维通常以地形瓦片的形式进行应用服务和可视化展示,面对实际应用中对重点关注区域地形数据的高现势性要求,如何实现局部区域地形数据的快速更新和展示显得尤为重要。提出一种基于响应式配置组装地形瓦片的方法,从瓦片角度出发,根据用户响应在新旧地形数据中动态更新配置来装载和卸载地形瓦片,并通过双线程技术从数据调度和场景绘制两方面实现三维地形场景的局部更新和绘制。实验结果表明,通过地形瓦片间的管理可以快速有效地实现三维地形场景的局部绘制,且以图层形式实时管理历史数据。

关键词：地形级实景三维地形瓦片局部地形更新响应式配置双线程

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全球多尺度三维地形绘制方法研究与实现

全球多尺度三维地形绘制方法研究与实现

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作者：李昂辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

大数据量三维地形建模及绘制是目前人们广泛关注和研究的热点,在地理信息系统、数字城市、虚拟现实等许多领域都有重要的应用。近年来,随着“数字地球”和“全球信息网格”等概念的相继提出,建立全球范围的虚拟地形场景更是受到越来越... 详细信息

大数据量三维地形建模及绘制是目前人们广泛关注和研究的热点,在地理信息系统、数字城市、虚拟现实等许多领域都有重要的应用。近年来,随着“数字地球”和“全球信息网格”等概念的相继提出,建立全球范围的虚拟地形场景更是受到越来越多的关注。本论文围绕全球范围内多尺度三维地形与影像纹理的快速绘制方法展开研究,并针对地形数据量大、多个坐标系转换、视相关算法以及绘制流水线等方面探讨了一些有效的技术和方法:建立了基于四叉树的数据组织模型,有效提高了数据读取时间并减少了内存负担;对视相关算法进行了优化;建立了内存数据模型;建立了统一的坐标系统。最后结合当前图形显示技术的发展,基于MVC架构思想实现了全球范围的地形绘制原型系统。

关键词：地形可视化层次细节模型四叉树空间索引地形瓦片视域剔除包围球

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面向大规模地形的多尺度简化算法及可视化研究

面向大规模地形的多尺度简化算法及可视化研究

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作者：张娜河南理工大学

学位级别：硕士

为保证虚拟地球可视化过程中的高效性与实时性,在对大规模地形数据组织与管理时,通常需要生成离线金字塔模型,以便于对数据的快速索引。目前,虚拟地球系统多采用基于规则格网的金字塔模型,该模型数据组织简单,但存在一定的数据冗余且忽... 详细信息

为保证虚拟地球可视化过程中的高效性与实时性,在对大规模地形数据组织与管理时,通常需要生成离线金字塔模型,以便于对数据的快速索引。目前,虚拟地球系统多采用基于规则格网的金字塔模型,该模型数据组织简单,但存在一定的数据冗余且忽略了对地形细节特征的表达,基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)的数据组织模型能够避免这一问题,但目前相关研究较少。基于TIN的多尺度地形表达,需要利用简化算法对地形进行多尺度的简化,以得到相应尺度的特征点,并构建TIN瓦片。然而,现有简化算法大多难以兼顾局部地形起伏与地形整体特征,且缺乏高效的TIN瓦片构建算法。针对上述问题,本文基于质心Voronoi图提出了一种面向大规模地形的多尺度自适应简化算法,并结合Delaunay Wall(De Wall)设计了一种TIN瓦片的高效构建算法,最后以World Wind开源GIS平台为基础实现了全球多尺度TIN地形的可视化。主要研究内容和成果如下:(1)多源多尺度地形简化算法构建对于规则格网DEM数据,利用质心Voronoi图种子点向密度较大区域聚集的特征,将地形因子作为密度函数,设计了一种综合考虑局部地形起伏及整体地形特征的地形自适应简化算法。实验结果表明,该算法的简化结果能够较好地保持原始地形的特征,且简化精度高于3D Douglas Peucker算法。同时,为满足局部区域高精度地形应用需求,本文基于CGAL开源算法库,实现了对高精度地形点云数据的多尺度简化。(2)基于De Wall边界交点提取的大规模TIN瓦片构建算法针对简化算法得到的多尺度特征点及简化后的点云数据,设计了基于De Wall边界交点提取的高效TIN瓦片构建算法。首先基于特征点数据按照瓦片剖分规则构建De Wall,计算De Wall与瓦片边界的交点,然后结合分治算法与逐点插入算法构建多尺度TIN地形瓦片。实验结果表明,与整体构网求边界点构建TIN瓦片方法相比,本文算法大大提高了大规模TIN瓦片构建效率,同时TIN地形瓦片保留了地形细节特征,避免了平坦地区的数据冗余。(3)基于World Wind开源系统的全球TIN地形可视化以World Wind开源三维GIS平台为基础,利用C#语言及Direct X三维图形接口,设计开发了基于TIN的全球地形可视化实验系统,设计多尺度TIN地形瓦片的数据组织、实时调度与加载方法,实现了大规模、多源、多尺度地形数据的实时可视化。

关键词：多尺度质心Voronoi 地形简化地形起伏度 TIN 地形瓦片

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