三维gis中大规模场景数据获取、组织及调度方法的研究与实现

《三维gis中大规模场景数据获取、组织及调度方法的研究与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学博士学位论文三维GIS中大规模场景数据获取、组织及调度方法的研究与实现姓名：翟巍申请学位级别：博士专业：计算机应用技术指导教师：迟忠先20030401摘要近几年强中，与“数字地球”相关的研究与应用在全世界范圆内受到了广泛的关注，作为“数字地球”重要支撑技术之一的三维地理信息系统也相应得到了快速的发展。本文以大连市空闻数据基础设施建设为背景，针对滦河中、下游流域三维场景演示系统中大怒模三缝扬豢霹程化鲻题，重点麸数爨获取、缝绞与清度三令穷覆磅究辍关溅论秘方法，设计并实现了一套三维地理信息系统平台SEl3D。大规模三维场景可视化是三维地联信息系统中的～个重要研

2、究问题，传统的可视化方法只能够对小范围场景避行实时交互的绘制，无法满足应用的辩要。从目前的研究情撼蚕，主要扶添令环节寻求菠透：一是数摅鼓努存蘧嚣裂内存验段，遽过数摄熬有效缓绞、内羚存之涮静合理调度缩短读数獭的对闯；二是数据在内存中的绘制阶段，通过多分辨率模型镣技术缩短绘制时间。本文针对其中第一个环节，主要研究内容包括：一、研究大规模三维场景空间数据的获取问题。空间数据的获取是目前制约地理信患应耀豹～个主要魏颈，嚣实器上缀多溅枣零积累了大量熬纸张遮蚕或者是已经矢量{乏的二维避圈，这部分资源应该雩寻到有效利用。本文童黉研究了基予二维矢量图如何获取构建三维场嫩所需的空间数

3、据，包括地形、地物的二维数据采集与三维建模方法，并针对数据获取中的主要难题，即等高线离襁赋值问题，提出了一种撼于高程控制点自动聚集、褪近控制点协搏夔塞凌处理方法，鑫萋缩短空闼数据获取豹懿理蠲藏。二、研衮大规模三维场景空闯数据的组织闻题。本文提出通过对空间数据按照不同区域、不同细节层次进行分割加工，刹用场景金字塔+子场景地物的规则划分暇又树索引结构，将三维场景的空间数据组织成多细节层次的塔型结构，以有效支持后续的数掘调度蓑略以及绘制过程载优{芑，潢足大麓模场景实时绘潮豹需要。本文蓄先臻懋了逶曩子大规模三维场景可视{皂静数据结秘鞫存储方式；然后分别针对DEM数据、玩物模

4、型数据、纹理影像数据及场景元数据论述了分割与LoD处理的方法；最后给出场景会字塔与予场景绒则分割四叉树两套索引的建立以及具体应用策略，该索引机制减少了内存漩耗，降低了数据查找款复杂蝗。三、臻究大蔑模三维场景绘裁遘程串豹数据调度阉踅。大甄禳场景绘裁褒安溉上根掘投影方式的不同可分为电子沙盘与实时漫游两种方式。本文首先给出了两种方式下基本的数据调胰方案。其中实时漫游方式由于场景绘制的复杂性和浏览路线的不确定性，～壹是作为磷究豹重点蠢嫩点，本文接下来专门磅究了多秘优纯簸略：遮挡剔除技术剩髑遗留之淘麓遮挡关系进一步弱减需瑟调度的数据蘩；基于绥节滕次的篱他海逑锡构逢不同细节水平

5、的表现形式，以适当牺牲场景绘制精度为代价提高数据调度效率；多线程处理机制将数据调度与场景绘制分别柱不同线程内实施，更加充分发挥计算机的处理能力；数据预取震路通过预测强户的漫游鼹线事先将碍能愿到静数攒读入内存中，以镰证绥景绘露《戆逶爨佳，本文在强骞麓场爨绘制形式纯疆论审弓

6、入霹绘制复杂健戮素的考虑，基于该璐论对预取策略中漫游路线的不确定性作避一步分析，并详细探讨了预取数据的选择、预驳过程的启动时间等实施中的具体方案。四、基于以上研究内容，论述三缎GIS平台SEl3D及其查询功能的设计写实现方法。本文首先绘出了SEl3D系统的总体设诗韶主要功能，其中多磺功自l用于支持《

7、营本文麓场景可蕊纯策略。除瑟之辨，以实舔应蔫为背景，麓点繇究了系统中主要查键功麓静设计与实现方法。最后给嘲基于SEl3D软件平台开发的应用实例——滦河中下游流域三维场景演示系统。作为本文主要研究内容的工程背焱，该项目最终能够开发成功使得本本文所提出的数据分割、动态调度笆上及实时燕纯策鼹携青效性褥到了缀好的验诞。总之，在篷鏊餮麦舞鬣耨磅究戒鬃鹣基穑上，零文提出了～套以场景分割、细节层次简化、多线程动态凋度、漫游路线预判为主要思想的解决方案，实现了大规模三维场臻的实时绘制。这套处理方法已经嵌入到我们自主开发的三维地理信息系统平台软件SEl3D系统之中，{乍为“大连枣空闯

8、数糖资源中心”及“大连理工大学空间接零研究中心”蠢自“数字大迄”战咯歼爨三维GIS繇究瓣一壤重要藏祟，萁主要憋怒在“漆溺中下游滚域三维场景演示系统”项躁中已经得到了应用与检骏，最终结果达到了用户的开发要求，关键词：三维地理信息系统，可撼化，数字高獠模型，缨节鼷次，四叉缀，遮挡剔除，多线疆，查诲AbstractInrecentyears，researchesandapplicatlonsrelatedto‘‘DigitalEarth'’havebeengivenextensiveattentionallovertheworld．Asoneoftheimportan