基于DEM数据的三维地形地貌实时绘制模型研究与实现硕士论

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1、西北工业大学硕士学位论文（专业学位研究生）题目：基于DEM数据的三维地形地貌实时绘制模型研究与实现作者：魏序序学科专业：电子与通信工程序指导教师：赵平陈广永序2012年3月西北工业大学硕士论文摘要摘要三维真实感地形绘制是机载可视化系统的基本组成部分，随着嵌入式计算机硬件技术发展与机载设备的更新换代，具有真实自然视觉效果的高精度三维地形生成和建模技术研究显得越来越重要。本文以国防预研项目为背景，结合机载合成视景系统与地形感知系统对三维地形地貌快速绘制算法的需求，以高精度的DEM数据为基础，在PC机仿真环境中研究基于真实DEM数据的三维地形地貌实时绘制模型。目前在三维地形绘

2、制算法研究领域，如何在保证视觉效果的同时简化地形显示，加快绘制速度成为国内外研究热点。基于多层次细节模型的多分辨率地形建模方法一直以来都是研究的重点。本文首先介绍了三维地形建模及简化技术的研究目的、内容及应用领域和发展前景，结合在实习单位的工作内容，简要介绍了DEM数据的定义、来源、类型和处理方法。随后对规则格网地形的三角网生成算法和典型四叉树多分辨率简化方法进行了详细分析探讨，最后本文通过改进的节点评价公式和利用受限四叉树的思想对三维地形动态绘制模型进行优化改进，并将它们应用于实际三维地形动态建模中。本文的主要工作有两点：1.在提高效率方面，通过改进节点评价公式，尽量

3、压缩运算复杂度，以方便计算机的计算与处理。2.在视觉效果改进方面，利用受限四叉树的思想，在对节点进行三角剖分前对其进行一致化处理，以消除节点切换时的地形突跳感。本文的创新是提出改进的三维地形动态绘制的具体模型并致力于实际应用，在Windows平台下的仿真结果表明该方法的正确性和有效性。关键字：DEM，LOD，四叉树，OpenGLI西北工业大学硕士论文ABSTRACTABSTRACTTherenderingof3Drealisticterrainisanessentialpartofairbornevisualizationsystem.Withthedeveloping

4、ofembeddedcomputerandupgradingofairborneequipment,themodelingof3Dterraingenerationwithrealandnaturalvisualeffectarebecomingmoreandmoreimportant.TheresearchbasedonNationalDefenseAdvanceResearchProject,inordertomeetthedemandofalgorithminsyntheticvisionsystemandterrainawarenesssystems.Weuse

5、dhigh-qualityDEMdataandsimulatedthealgorithmof3DterrainrenderinginPC.Intheresearchof3Dterrainrendering,theworkfocusonacceleratingthespeedofrenderingaswellasensuringthevisualeffects.Themostimportantmethodismulti-resolutionmodelingbasedonthedetailsofmodelofmulti-level.Inthispaper,wediscuss

6、3Dterrainmodelingandmethodtosimplifythemodels.Withtheworkasanintern,wepresentthedefinition,sources,typesandtreatmentmethodsofDEMdata.Thenweanalyzethealgorithmoftriangulationoftheregulargridgenerationandthemethodofsimplifiedthemulti-resolutionbasedonquad-tree.Finally,wepresentanimprovedfo

7、rmulaofnodeevaluationandoptimizedthealgorithmof3Dterrainrenderingbytheuseofrestrictedquad-tree.Weapplythemethodinthedynamicmodelingof3Dterrain.Therearetwopointsextremelyimportantintheworkofthepaper.First,inordertocalculatebythecomputer,wedecreasethecomplicacyofcomputebyim