大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究

大数据-算法-大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究 大规模地形实时动态多分辨率显示是地理信息系统（GIS）和计算机图形学（CG）领域中的热点问题。为了解决这一问题，本文提出了一种基于四叉树和不规则采样点的多分辨率显示算法。 首先，本文探讨了规则格网的树结构和相应的四叉树和二叉树层次模型，考虑到算法的通用性和大规模地形的速度需要。论文通过建立高效的四叉树结点数据结构，提出了自上而下的层次分割和自下而上的参数计算相结合的预处理策略，将大量工作提前完成。 其次，本文研究了实时动态显示阶段通过基于视点的保守性屏幕误差快速判断LOD级别的方法，确保了层次切换跳跃感的最弱化。最后，本文给出了拆分点的添加方法以消除了不同LOD层次之间的裂隙。 此外，本文还研究了不规则采样点的全局重要性排序问题，通过类比地图综合原理，将已经取得较好成果的三维Douglas-Peucker算法（3D_DP）引入不规则采样点的全局重要性排序中，从而为地形三维真实感显示奠定基础。 另外，本文针对TIN的LOD法的优势和不足，从不规则采样点角度出发，将地貌综合的三维Douglas-Peucker方法引入地形LOD中，通过不规则采样点层次四叉树分割以及树结点内构建TIN网（Quad_TIN），提出了一种地形实时动态显示的新算法。该算法采用3D_DP+层次四叉树+TIN相结合的策略，首先从全局重要性角度对不规则采样点分级，再利用孤立分割建立四叉树空间索引，结合了规则格网的四叉树结构和不规则采样点的TIN结构在虚拟表达中的优势，并消除了结点间依赖关系，然后根据视距和模拟误差确定四叉树的绘制层次和插入采样点的顺序及数量，最后添加拆分点消除结点间裂隙；算法在保证地形显示速度的同时也确保了整体精度。 本文提出的算法可以实时动态显示大规模地形，满足了地理信息系统和计算机图形学领域中的需求。