海量地形可视化的研究现状与前景展望

大范围、海量地形数据的可视化是当前地理信息系统、虚拟现实、军事仿真等领域的研究热点之一。该文从计算机硬件、软件两方面对海量地形可视化的系列实现技术进行了归纳与总结,包括图形显卡的硬件加速、图形软件包的显示优化、地形简化、可视性裁剪、分块动态调用等;之后对海量地形数据可视化的未来研究方向进行了展望,认为在海量地形数据的简化算法、面向网络的海量地形可视化、海量地形数据的空间数据库存储等方面应该进一步加深研究的力度。

一种混合式P2P下的大规模地形数据传输机制

海量地形数据的网络传输和可视化是实现网络环境下大规模地形漫游的关键。传统的客户端/服务器结构,随着用户的增加,面临着负载过大,性能下降等问题。基于对等网结构,提出一种混合式对等网络模型下的地形数据传输机制PeerVOLT,能够以较小的服务器代价实现大规模地形数据的传输。PeerVOLT中每个节点都分配有一定的数据空间缓存接收的地形数据,同时缓存组成员列表和地形数据索引列表,同组成员节点通过交换地形数据缓冲映射表共享地形数据。通过实验原型系统比较测试表明,PeerVOLT系统的服务器负载和地形数据的平均传输速率优于传统的客户端/服务器的单播模式。

基于图形硬件的海量地形可视化算法

利用基于图形硬件的地形可视化算法——Geometry Clipmap算法的基本思想,结合图形硬件的最新发展情况,充分利用CUDA的并行计算能力和VBO、PBO的数据缓存能力,改进了数据预处理方式、数据缓存机制以及视景体裁切算法,通过三角形条带方式进一步提高了绘制速度,实现了海量数据的实时可视化。实验表明,改进后的Geometry Clipmap算法提高了渲染效率,并节约了系统资源。

基于WPF的大规模地形可视化系统设计与实现

针对大规模地形可视化的需求,设计并实现了基于WPF的大规模地形可视化系统。阐述了虚拟地球、瓦片金字塔结构、数字高程模型的基本原理及在系统中的应用,设计了基于游戏循环的可视化框架,实现了自由摄像机、瓦片模型调度、瓦片模型生成等关键功能。实验表明,该系统能够实时、准确地实现大规模地形的可视化,具有较高的应用价值。