Terrain Simplification Research in Augmented Scene Modeling

Augmented reality is the merging of synthetic sensory information into a user's perception of a real environment. As one of the most important tasks in augmented scene modeling, terrain simplification research has gained more and more attention. In this paper, we mainly focus on point selection problem in terrain simplification using triangulated irregular network. Based on the analysis and comparison of traditional importance measures for each input point, we put forward a new importance measure based on local entropy. The results demonstrate that the local entropy criterion has a better performance than any traditional methods. In addition, it can effectively conquer the 'short-sight' problem associated with the traditional methods.

滚动球变换支持下的TIN-DDM地形特征线自动提取方法

针对传统规则格网数字高程模型地形特征线提取方法中存在阈值难以定量调控、连接方式无法自适应调整以及地形特征线类型不完整的问题,将滚动球变换模型应用于不规则三角网数字水深模型(triangulated irregular network digital depth model,TIN-DDM)地形特征线的自动提取,在构建临界滚动球半径关联的地形特征点定量识别判定准则基础上,引入地形形态边界点概念,采用逆向工程的建模思路,建立了以剖分单元为基础的地形特征线自动提取模型,结合地形类型判定准则的多尺度表达特性及顾及水深数值的地形特征优化模型,提出了可多尺度表达且类型完整的地形特征线自动提取方法。试验结果表明:相比于经典地表流水模拟方法,该方法可实现完整、连续且细分的TIN-DDM地形特征线自动提取及多尺度表达,且提取的地形特征线具有更高的地形重构精度。

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。

快速构建三角网数字地形模型方法的研究

改进和优化了逐点插入算法 ,通过建立网格索引 ,实现了DTM数据的高效组织和管理 ,再结合有向查找技术 ,研究出了三角形的快速定位算法。采用Watson的空外接圆法优化构网 ,为减少优化时间 ,提出了按网格轮流取点的策略。在地性线的处理上 ,采用了先构建初级Delaunay三角网 ,再将地性线做为约束边嵌入初级网中的二级建网方案。经实践验证 ,该算法具有速度快、网形优、精度高。

一种基于TIN的地形剖面线生成算法

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。

基于分块优化的不规则三角网的快速构成方法

采用基于分块的方式,提高了TIN的运行效率,并提出采用四边形对角线最短原则、增加内插点或减小块连接中距离阀值等优化处理方法,很好地改善了TIN的构网效果。实验结果表明,该算法建立的三角网无交叉和重复,并具有Delaunay三角网的特性,同时兼顾了空间和时间性能,具有较高的执行效率。

三角网数字地面模型的动态修改与编辑

重点研究对一已存在三角网数字地面模型的动态修改与编辑问题 ,主要包括增加、删除、平移点和增加、删除、平移线段。所述算法已在公路数字地面模型系统 HDTM中实现。

三角网数字地面模型快速构建算法研究

系统地研究了三角网数字地面模型 TIN构建中的几个关键问题 ,提出了动态创建和维护三角形拓扑关系的方法 ,建立了快速确定点在三角形中的算法原理及空外接圆判断法则的简易表达式 ,所设计的逐点插入算法有着较高的执行效率 ,算法复杂度与点数几乎成线性关系。

水利水电工程三维数字地形建模与分析

以锦屏一级水电工程为例,分别利用Delaunay算法和多细节层次技术实现了坝区地形TIN模型和施工总布置区域巡航所需的多分辨率地形模型。并根据三维地质建模的特殊需要,引入了NURBS技术对TIN地形模型进行了简化,所获得的NURBS地形模型不仅存储量小,精度损失低,而且易于图形操作运算,便于可视化分析,满足多方面的要求。该模型的实现与成功应用,在很大程度上推动了水利水电工程向着数字化、可视化和智能化的方向发展。

大型公共绿地的数字地面模型及土方计算方法

通过阐述建立大型公共绿地数字地面模型的方法,提出了绿地地表曲面面积及土方计算的模型和算法,通过编程来加以实现,成功地解决了大型公共绿地的项目需求。同时对大型公共绿地实现了计算机自动成图及土方计算的内外业一体化。

多尺度地表水动态模拟及应用

本文利用流水网模型分别基于多尺度地表模型建模和多尺度降雨源点模拟两种方式构建不同尺度的流水网模型,模拟从地表的任意降雨源点到河流出水口的水流路径,并通过曼宁公式计算任意时刻的流速和流量,从而实现多尺度地表水的动态模拟研究。通过与SWAT模型的对比试验表明,该模型的模拟精度有较大提高,Nash系数约提高了40%,相关系数和水量平衡系数也略有提高,较好地验证了该模型的可行性和有效性。

基于标准差准则的海底三维地形模型构建

针对现有三角剖分需要投影到平面,局部优化时属性丢失的问题,本文采用一种顾及水深属性的三角剖分准则——标准差准则进行三角剖分,并且讨论了标准差的含义、标准差的计算以及标准差准则的描述。根据标准差准则,实现了一种基于标准差准则的海底三维地形模型构建方法。实验结果表明该方法提高了三角剖分的合理性,模型重建的细节与精确程度更高,在处理特殊地形上优于基于空外接圆准则的TIN模型构建方法。

基于GIS技术的地表构造特征研究——以塔里木盆地库车前陆褶皱-冲断带为例

利用GIS技术研究了库车地区的地表构造特征及其与地下构造的相关性 ,认为地表构造的南北分带性和东西分段性主要受地下主断裂的分布状况控制 ,库车河地区是东西分段的一个转换带 .秋立塔克构造带受左旋断层的作用被分为东西两段 ,控制西段南部背斜生长的断层连续性较好 ,而控制北部背斜生长的断层连续性较差 ,大致可分为三段 ,呈左阶排列 .库车地区的主要水系基本上都表现出与山体走向斜交的特点 。

基于TIN模型的水下地形匹配定位算法

针对当前尚无直接利用海图水深构建不规则三角网(triangulated irregular network,TIN)进行水下地形匹配定位的现状,提出了一种基于TIN模型的水下地形匹配定位算法。首先,在经典TERCOM(terrain contour matching)算法的基础上,设计基于TIN模型的匹配搜索区的确定方法;然后,给出待匹配航迹点的水深值计算公式;最后,构建目标匹配定位的地形相关组合算子,实现匹配定位。实验结果表明:(1)本文所提算法可以用海图的原始水深直接构TIN模型作为匹配基准图进行匹配定位,且其定位精度可明显高于基于规则格网模型的经典TERCOM算法;(2)新方法可以有效的降低误匹配的发生;(3)提出的MMD+MSD组合匹配算子能够一定程度上克服水深系统误差对定位精度的影响。

基于混合DEM数据存储结构的三维地形可视化

为了解决三维地形可视化中的海量数据快速高精度渲染问题,基于创建三维地形所使用的两种主要数字高程模型TIN(Triangulated Irregular Network)和GRID,研究了模型采样点的分布特征、各自优缺点以及存储数据结构,给出了构建混合DEM(Digital Elevation Models)模型的方法,详述了构建混合模型,计算地形复杂度的方法,混合模型的数据结构及三角网生成算法。通过实验说明了混合模型用于三维地形可视化的优势。

约束数据域的Delaunay三角剖分与修改算法

顾及地形特征线的散点域 (约束数据域 )三角剖分是建立高精度数字地面模型的基础 ,在 GIS、地学分析、计算几何、多分辨率 DTM等领域中有着广泛的应用。本文研究了约束数据域的 Delaunay三角剖分问题 ,简要分析了现存的算法特点并提出了约束数据域的

约束Delaunay三角化在路线设计中的应用及其生成算法研究

综合分析了 CDT在路线设计中的应用 ,并提出了相应的解决方案。深入研究了适合各种应用的 CDT构建算法 ,即先不考虑约束条件构建初级标准 DT,再将约束边嵌入初始 DT中的两步法。标准 DT的构建采用改进和优化后的逐点插入算法 ,通过建立网格索引 ,实现数据的高效组织和管理 ,再结合方向搜索技术 ,研究出了三角形的快速定位算法。采用 WATSON的“数据相关三角形”算法优化构网 ,为减少优化时间 ,提出了按网格轮流取点的策略。实践证明 ,该算法具有速度快、网形优、精度高、用途广的特点。

一种顾及地形特征的DEM内插方法

Delaunay三角网是表示地形的一种常用方法 ,在DEM内插中也有着广泛的应用。文中利用自适应分块技术进行Delaunay三角网的快速构建 ,实现了基于Delaunay三角网的DEM规则格网快速内插 。

三角网数字地面模型的理论、方法现状及发展

在开发研制交通部“九五”攻关课题《山区高等级公路数模与仿真系统》的基础上 ,探讨了三角网数字地面模型TIN(TriangleIrregularNetwork)的基本理论体系框架。对TIN的数据组织、三角化准则和三角化算法作了深入的剖析和归类 ,并分析了其发展趋势。

复杂地形中的电波传播损耗预测研究

远距离不规则复杂地形中,电波传播损耗计算精度较低,对此,文中提出了一种基于地理信息系统并根据实际地形提高电波传播损耗计算精度的算法模型,构建了可视化的软件显示平台。首先,根据国际电信联盟(ITU-R)的P系列电波传播建议书,结合实际地理信息情况获取了地形和环境因子的数据。然后,通过数字地图模型,针对传播路径上各种不同地形区域,分别建立传播模型来计算电波传播损耗,并完成仿真计算界面的设计和实现。最后,给定收发天线高度和频率,依据实际地形,建立完整的电波传播模型进行仿真实验。结果表明,该算法模型不仅能得到传播路径上每一个点的损耗,而且与传统的Hata模型对比,该算法在不同区域和地形中敏感度更高,可以有效提升传播损耗计算精度,更适用于计算实际地形中远距离不规则复杂地形下的电波传播损耗,帮助改善通信质量。