基于约束DT的大规模动态地形的构建

大规模地形场景模型复杂、数据量大,动态实时构建效率低。论文研究了大规模地形的动态构建问题,提出了一种基于约束DT进行地形动态实时构网的方法。该方法将大规模的地形分割成若干小的地形块,将地形块的四个顶点添加到地形数据集中,对每个地形块单独构网,从而实现大规模地形三角网的快速构建。针对地形的动态变化,采用添加扩展约束的方式仅对扩展约束内部动态变化的地形进行重新构网,提高了地形三角网动态更新的效率。在进行地形纹理贴图时,对地形块进行分块处理,建立纹理数据与地形子块内三角网的映射关系实现纹理贴图,提高了渲染效率。实验结果表明,地形分块动态建模提高了地形动态变化后构网和绘制的效率。

基于深度学习的黄丘区正负地形分割

[目的]基于深度学习,实现大范围、高精度的正负地形分割,正负地形的有效分割对黄土高原水土流失治理及生态恢复重建具有重要的理论价值和指导意义。[方法]在黄土高原丘陵区选取典型样区,采用中分辨率DEM数据制作地形分割数据集,构建了改进Unet的黄丘区正负地形分割模型,该模型以Unet模型结构为基础,引入残差模块替换卷积模块加深网络结构,增加了地形信息的提取;结合卷积注意力模块,排除无用信息增加了模型抗干扰性;优化激活函数与损失函数,增强了模型鲁棒性与精度。[结果]坡面畸变邻域判断法地形分割总体精度为70.3%,在深度学习模型中,改进型Unet深度学习模型效果最优,相较于Unet模型与Res-Unet模型都有一定的提升,总体精度达到了86.2%。[结论]与传统的坡面畸变邻域判断法比较,基于深度学习的网络模型分割结果精度评价指标均较优,并验证了改进Unet的黄丘区正负地形分割模型的有效性。

基于数据分层分块的海量三维地形四叉树简化模型

在对比几种典型的地形简化算法的基础上,探索建立一种基于数据分块且适合海量三维地形的局部自适应最优化简化模型(LSOSTM模型)。该简化模型以四叉数模型为基础,针对海量地形进行分层分块组织,构造地形四叉树;根据视点以及局部地形粗糙程度动态地改变地形四叉树节点的分裂或合并状态,实时调整不同地形四叉树节点的显示层次;利用"包围盒"法来判断地形四叉树节点是否需要被绘制;使用广度优先遍历方法解决不同分辨率地形四叉树节点拼接造成的裂缝问题。基于LSOSTM模型构建一个演示系统,实现海量地形数据流畅漫游。

一η坐标暴雨模式的改进及效果检验

引入曾庆存等[1]的分块地形思想,在一个η坐标暴雨模式的基础上,对气压梯度力的计算进行了改进,推导了新的计算方案并改写了相应程序。效果检验表明,该改进可部分地提高陡峭地形处暴雨雨强的预报。

大规模地形动态快速绘制技术研究

大规模地形的快速绘制是目前的研究热点,如何有效地进行地形数据组织及模型简化,关系到渲染的速度和效果。为解决这个问题,结合现有算法提出了一种基于灵活简化准则的分块连续LOD模型构造算法,以及相应的模型预裁减调度绘制算法,将大规模地形转换为小块地形进行处理,并利用视点运动的连续性和前后帧的相关性,管理调度细节层次模型。实验结果表明,该算法有效地解决了绘制速度与质量之间的矛盾,较好地实现了大规模地形场景的实时快速漫游。

皋兰岩群时代厘定及地质意义

由于缺乏化石依据以及区域岩浆事件扰动,中祁连东段褶皱基底(一套变质岩系)———皋兰岩群的成岩时代始终悬而未决。在1∶25万兰州市幅区域地质调查中,获得大量野外地质证据,剔除了岩浆事件干扰的年龄数据,取得较可靠的皋兰岩群成岩事件的Sm-Nd同位素等时线年龄为1180.3Ma,依据采获的蓟县纪微古植物化石佐证,将中祁连东段褶皱基底皋兰岩群成岩时代厘定为中元古代蓟县纪。该资料对探讨中祁连地块构造属性及区域构造演化具有重要意义。

基于分块和包围球误差函数的地形绘制方法

针对大规模地形数据庞大、绘制速度慢的问题,提出一种基于数据分块和包围球误差函数的地形绘制方法。该方法对数据进行分块组织,按行列顺序对数据块编号,实现对地形数据的部分读取。依据视点可见性判断,实时调入可见数据块,设计一种基于包围球的误差函数,通过三角形二叉树构建层次细节模型,实现大规模地形实时绘制。实验结果表明该方法可以取得较高的帧速率和较好的绘制效果。

基于运动估算的多分辨率地形分块调度方法

针对常用的基于视点位置进行地形分块调度方法存在可视窗口固定、调度范围和时机不能根据视点运动特点进行调整而导致内存利用率低的问题,提出一种基于运动估算的地形分块调度方法.以数据密度为标准进行多分辨率地形划分,结合四叉树和二维矩阵对地形分块建立空间索引,重点研究以视点位置、视线方向、视点运动向量和地形分块数据量为参数的调度方法;通过计算预加载区域和卸载区域的地形分块,实时更新其调度范围和调度时机.实验结果表明,与基于视点位置的方法相比,该方法平均能提高3～4倍左右的内存有效数据比例和绘制帧速.

重力场匹配导航的全张量重力梯度基准图模拟

针对目前重力场匹配导航研究的需要,提出了一种计算机模拟全张量重力梯度基准图的方法,可利用地形高程数据模拟计算局部地区的重力梯度数字地图。该方法从扰动重力梯度的原理出发,分析了地形起伏对重力梯度场的影响,并提出以立方体为地形单元模型,积分计算测量点附近的地形对测量点重力梯度各个分量值的扰动影响。在此基础上模拟格网式测量,从而得到较高分辨率的全张量重力梯度数字地图。仿真实验表明,这种方法计算所得的重力梯度基准图可以精确到10-2～10-1E,相对误差为8.27%,并且存在大量的细节纹理,有着较好的导航应用前景。与实测数据的对比分析说明,所得的重力梯度基准图基本符合实测数据的特性,所提出的方法可以作为一种有效的全张量重力梯度基准图模拟的方法。

嵌套二叉树实现大规模地形实时绘制

实时调入视点可见数据,快速动态地建立连续细节层次(LOD)模型是提高大规模地形绘制速度的关键技术。在数据分块组织的基础上构建了两层嵌套二叉树。通过索引数据二叉树和可见性判断,实现可见数据的实时调入;对可见数据块,通过LOD建模三角形二叉树和设计的基于包围球的节点误差评价函数,实现连续LOD模型的快速动态构建,提高大规模地形的绘制速度。实验表明文中的方法可以取得较高的帧速率和较好的绘制效果,实现了大规模地形的实时绘制。

一种基于数据分块的海量地形快速漫游方法

大范围、海量地形数据的快速漫游是GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域的关键技术与难点之一。在目前地形数据简化算法的基础上 ,结合计算机硬件技术的发展 ,采用基于数据分块、部分数据常驻内存以及与视点相关的静态LOD模型实现了对任意格网大小海量地形数据的快速漫游。基于块节点的视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段的运用 。

大规模三维地形实时漫游关键技术研究

针对大规模三维地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域广泛应用的关键技术与难点,介绍了在四叉树地形数据简化算法的基础上,采用数据分块、基于块节点的视景体裁剪、部分数据常驻内存以及边界裂缝消除等实现对大规模地形数据的快速漫游的方法。实验结果表明,该成果能够实现大规模三维地形的实时漫游。

超大地形分块建模算法的研究

研究了虚拟现实领域中超大规模地形快速、实时渲染的问题,提出一种新的地形建模方法.该方法将现实中所要表现的整块超大规模的地形分割成若干块小的地形分片,由这些小地形分片按照一定规则进行拼接,从而还原出原有的超大地形.在实际进行虚拟漫游时,只需要根据用户摄像机所在的具体位置,动态地载入进入用户视野范围的小地形分片的数据,同时动态地卸载离开用户视野范围的小地形分片的数据.该方法有效地解决了超大地形的内存占用瓶颈问题,提高了渲染效率.

一种基于GPU的瓦片块四叉树地形绘制算法

分析和比较了两种常用的以块为基础和以四叉树为基础的瓦片块地形绘制算法。利用Shader Model3.0引入的顶点纹理拾取技术,选择基于四叉树的瓦片块地形绘制方法,通过重复使用一小块顶点缓存和索引缓存,结合不同的缩放和平移因子来渲染不同细节层次的瓦片块。将高程值存储在顶点纹理中,在顶点着色器里查找并获取顶点的高程值,避免了在CPU上执行顶点缓存的更新。为了消除不同细节层次的瓦片块拼接时可能产生的裂缝现象,对地形块增加"裙子"顶点,并使增加的裙子三角形和瓦片块地形绘制算法无缝衔接在一起。试验证明该算法充分利用了现代GPU的特性,降低了CPU的负担,能达到较高的绘制效率。

地形漫游中数据块调度算法研究

在LOD(level-of-detail)算法基础上,提出处理视点相关的交互式大规模地形数据的方法。包括:分块策略对规则网格进行区域分割;通过输入的数据点构建自顶向下的四叉树结构,划分成不同的块层次;在实时漫游过程中,根据视点z轴坐标值的变化导致块层次的改变,重新调入相应数据块构造地形网格,以及当视点x,y轴坐标改变时进行块调度。实验证明了该算法的有效性。

石油公司获取新勘探区块规律探寻

获取勘探新区块是石油公司捕捉油气发现、优化资产组合的一个重要手段。通过对选取的小型、独立及大型一体化三类样本石油公司在2001-2014年获取区块的类型分析,发现石油公司发展上游业尤其是勘探策略上的一些特点。在样本公司新获取的勘探区块中,地面勘探及钻井类型占比最大,但地表勘探类型近几年面积及占比都有较大幅度增加。新获取区块以深水和大陆架为主,陆上区块占比较小。每个样本公司都有各自的战略布局,小型公司专注某一领域重点聚焦;独立及一体化公司则全球化经营,除在传统核心国家重点布局外,也适时进入其他潜力大的非核心区域或国家。样本公司争取较大的作业者比例。这些经验和做法对中国石油企业国际化经营提供了启示和借鉴。

协同森林灭火演练系统的实现及其关键技术研究

针对森林灭火演练的需求和根据分布式协同技术及现代计算机硬件技术的发展 ,以遥感影像为主要数据源、结合地理信息系统并以漳浦林区为实验区、Vega为内核在VC6.0平台上自行设计了一个“虚实结合”的消防汽车、飞机协同灭火虚拟地理环境的原型系统。该系统包括实景三维重建 (大地形三维可视化、树木建模、特殊效果生成 )、自然规律模拟、协同防火、二维导航地图四个模块 ,简单实现了火灾的蔓延效果及局域网间协同灭火整个过程 ,并对遥感快速建模及林火蔓延数学模型。

虚拟战场环境中地形编码技术的研究与实现

详细讨论了虚拟战场环境仿真系统中地形编码的原理及技术实现。提出了一种简单的判断点在三角形内的方法,采用不规则三角形作为地形编码的基本结构单元,并结合地形分块思想,实现了对地形编码的实时仿真。本文的思想和方法对同类系统的开发具有借鉴意义。

一种大规模地形的快速漫游算法

地形漫游在仿真、模拟、虚拟现实等领域中有着广泛应用 .大规模地形的实时漫游算法一般采用视见体裁剪和与视点相关的连续细节层次等技术来减少实际绘制的地形数据量 .通过地形分块和视见体投影三角形扫描算法实现快速裁剪 ,通过调整顶点的高度值消除裂缝 ,通过基于三角形的四叉分割实现连续细节层次地形简化 ,简化了算法实现 ,提高了算法效率 .在没有利用帧连贯性的情况下 ,算法可以在 PC机上实现较大规模地形的快速交互式漫游 .

基于层次细节简化和分形的真实感地形生成

研究数字高程模型及分形理论后,提出一种新的地形建模方法,即利用DEM数据生成地形框架,运用分形理论生成细节;框架生成过程中采用层次细节简化技术简化地形,提取大致描绘地形总体形状特征的数据,再运用分形理论进行细节绘制,并结合视点变化提出新的面片可见性判别方法。实验证明,文中方法能够充分发挥DEM法真实度高和分形法数据量少,速度快的优点。