基于GeoMipMaps算法的大规模地形优化研究

针对大规模地形存在的数据量多、渲染速度慢等问题,提出了一种高效的地形场景优化方法。对GeoMipMaps算法进行改进,利用地形分块技术进行视域剔除,减少地形块数量;同时,引入高度判断方法,保留地形块高度数据,在降低需要绘制三角形数量的同时保留较多的地形起伏细节。实验结果表明,该方法能有效提高地形漫游的效率和可视化结果,实时生成大规模地形。     

基于灰度图像的地形粗糙度提取方法

以地形粗糙度为主要研究内容,给出飞行器目标地形灰度图像的预处理算法和地形粗糙度提取算法,并完成了计算单元地形特征提取。分析了基于噪声特性和退化函数算法算法的灰度图像滤波的基本原理;研究了基于合适尺寸计算单元灰度算法的目标地形粗糙度提取算法,并建立了相应的数学模型;通过应用某数字地形灰度图像进行仿真验算,证明了基于灰度图像的地形粗糙度信息提取方法的可行性;为精确识别地外行星目标地形信息并对地形进行风险评估提出了一种新的研究思路。     

基于ROAM算法的海底地形可视化系统设计

研究了以二叉三角树、误差判定、强制分割消除裂缝为基本思想的ROAM算法。并根据该算法结合OpenGL实现了一个海底地形可视化系统,该系统提供了海底地形的光照、纹理映射以及网格模式,实现了在海底漫游过程中地形按照不同分辨率的实时显示。经过测试,该系统能很好的满足海底地形实时渲染的要求,显示速度能达到45~65FPS。     

基于ROAM算法的海底地形可视化系统

研究了以二叉三角树、误差判定、强制分割消除裂缝为基本思想的ROAM算法.并根据该算法结合OpenGL实现了一个海底地形可视化系统,该系统提供了海底地形的光照、纹理映射以及网格模式,实现了在海底漫游过程中地形按照不同分辨率的实时显示.经过测试,该系统能很好的满足海底地形实时渲染的要求,显示速度能达到45～65FPS.     

基于插值算法的进离场航线地形仿真研究

随着航空业的发展,飞行程序的进离场航线复杂设计化成为了空域资源开发的关键,但飞行进离场程序设计对地形因素有着极大的依赖,而往往地形的测绘成本高昂,且复杂的地形对进离场程序的设计也会增加难度,因此本研究可以获取所需设计地块的等距点高程值,将这些数值组成矩阵,通过对多种不同插值算法进行测评,最终采取模拟效果光滑,收敛性强的的插值算法对地形数据矩阵进行模拟仿真,并与真实地形进行对比验证了该方法的可靠性。     

3D环境艺术设计地形绘制中的边界裂缝消除

针对传统LOD算法在3D环境艺术设计地形绘制中对边界裂缝的处理效果不佳的问题,本文提出了基于边界裂缝优化LOD算法的地形绘制策略,首先采用四叉树算法对LOD地形进行实时的绘制,然后采用节点评价函数对边界裂缝进行判定,接着采用线性函数曲线拟合和幂函数曲线拟合的方法对裂缝进行提取,最后采用将添加边和删减边结合的方式来消除地形裂缝。算法仿真结果表明,本文提出的基于边界裂缝优化LOD算法的地形绘制策略相比较传统的LOD实时地形绘制策略,具有较快的绘制速度和较好的边界裂缝消除性能。     

基于图像纹理特征采用网格细分方法生成三维地形

三维地形可视化是虚拟环境漫游研究的一个重要问题,通常采用高精度网格简化算法来保留地形的细部特征,形成多分辨率网格以提高显示效率,但在简化过程中需要额外考虑消除裂缝、连接和误差度量等计算。文章采用了一种逆向方法,即基于图像纹理特征网格细分方法生成三维地形;将含有地形高程纹理特征的图像映射到一个规则初始网格模型中,根据三角边与它的纹理特征曲线相交情况来细分网格,从而也实现了多分辨率三维地形模型。该方法的主要特点是生成结果除了能够反映虚拟地形的细节特征外,无需考虑消除裂缝和连接计算过程。     

城市景观三维重建及渲染算法研究

针对现有的三维重建及渲染算法无法满足城市景观三维重建的需求问题,本文提出基于Kal-man滤波修正的三维重建算法和基于改进LOD的地形渲染算法。首先利用Kalman滤波修正算法对三维重建光束平差算法进行优化,加速原算法的响应时间,然后对LOD地形渲染算法进行优化,使用节点评价函数进行判断,节点是否需要进行分裂,从而实现不同的细节层次,利用添加边以及删减边结合的方法来消除地形中出现的裂缝。仿真试验结果表明,本文提出的基于Kalman滤波修正的三维重建算法和基于改进LOD的地形渲染算法在城市景观三维重建的应用中效果良好。     

Perlin噪声生成地形的一种高效率并行方法

针对Perlin噪声叠加法在生成大规模地形时出现运算量大,效率低的问题,提出了一种基于CUDA架构的地形生成并行算法。通过结合Perlin噪声叠加法的特点(对一个点的计算与其他相邻点的计算是不相关的),将每一个地形网格点Perlin噪声值的计算进行并行处理,从而使得地形的生成过程完全在GPU中并行执行。实验结果表明,相比于原算法,并行处理算法较大提高了地形生成的效率,能够满足大规模地形生成的需要。     

基于RSSI加权的三维质心定位算法

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一,本文针对三维地形定位存在较大误差的问题,提出了一种将接收信号强度RSSI测量方法与加权质心定位相结合的算法。该算法的权值是用点到平面的距离作为其计算的一部分来代替传统加权质心算法中点到点的距离从而达到提高定位精度的目的。仿真表明,该算法定位精度比传统的加权质心定位精度有提高。     

适用航空导航的三维地形匹配算法研究

提出了基于特征的三维地形匹配算法,通过提取山地的山谷线作为地形特征,对基准图和实时图中的特征进行匹配来确定飞行器所在的地理位置。匹配过程阐述了树描述符算法,拓扑粗匹配以及几何量精匹配等概念,该算法具有较大的拉入范围,在一定程度上可以克服因实时图和基准图的差异而产生的误匹配。     

基于计算机编程的坐标转换与真实地形CFD建模方法

利用计算机编程技术提出了一种大地坐标向笛卡尔积坐标的转换方法,解决了复杂真实地形CFD(computational fluid dynamics)建模中存在的大地坐标不能导入CAD(computer aided design)软件操作的难题,提高了规则格网DEM的使用率及地形建模效率。文章还提出了一种基于Gambit软件的地形建模方法,利用计算机编程结合转换后的点云数据实现了点、线、面、体的自动建模工作,最后通过对研究区域CFD数值模拟验证实验模型。实验结果证明,研究提出的坐标转换算法与地形建模方法为复杂真实地形CFD模拟提供了良好的网格模型来源。     

数字图像局部分割算法的研究

提出了一种基于最小生成树的分割方法。该方法受到水在地形表面自由流动的启发,根据各个像素之间的位置关系和大小把每一个像素点都分配到一个最小生成树上去。为了保证分割目标的连续性和完整性,在算法中增加了梯度计算的漏点检测,通过该方法在数字图像分割中的应用,结果表明：基于最小生成树的分割方法能够准确地刻画目标区域的轮廓,尤其是分割图像局部目标,能够保证分割目标的完整,有利于后续的图像分析,模式识别。     

2D与3D地形映射及互动技术研究

本文介绍了二维(以下简称2D)和三维(以下简称3D)仿真环境在观察虚拟态势中的优缺点,提出一种基于四边形相似原理的便捷算法进行2D和3D仿真地形的坐标变换,从而实现二者的互定位.该算法采用等价变量相比的方式消除几何形状误差,互定位精度比较理想.     

基于角点检测的地理特征遥感识别系统

在不同光照和旋转角度下进行地理特征遥感识别是测绘领域的难点,为了实现对地理地形的准确测绘,需要进行地理特征遥感识别优化设计。传统方法中,采用遥感图像边缘特征检测算法,当遥感图像出现旋转角度时,识别性能不好。针对这一问题,提出一种角点检测的地理特征遥感识别算法,并进行系统设计与实现,系统通过图像传感模块采集遥感图像,经过角点特征处理器提取图像特征。在不同光照和旋转角度,采用单尺度Harris角点检测算法对图像进行检测并提取角点,得到地理遥感特征数据采集的角点模型,基于角点检测,进行遥感识别算法改进和系统实现。实验结果表明,采用该算法和系统,地理特征遥感识别准确率高,耗时较少,提高对地理特征遥感识别性能。为实现对地理地形的准确测绘提供依据。     

人工免疫算法规划复杂环境下三维飞行航迹

应用人工免疫算法规划复杂地形和火力威胁环境下的三维飞行航迹.根据实际地形的特点提取在山岭横栏的地形和多火力威胁包围的复杂场景,利用人工免疫算法的3种情况分别进行飞行器的航线设计,同时根据飞机的机动性和适航性对上述规划出的航迹进行优化;并把免疫算法3种情况的模拟结果进行比较.仿真结果表明,与遗传算法相比,人工免疫算法在规划复杂环境下三维航迹是可行的,在时间上有一定的优势.     

基于Creator的战场地形仿真研究

如何解决地形模型精细度、逼真度与仿真速度之间的矛盾是军事仿真的难点问题。本文研究了三维地形生成的关键技术,并详细阐述了利用MultiGen Creator建模工具,采用DEM数据和卫星遥感影像数据构建和优化大面积战场地形的原理和方法,最后结合实例生成战场地形。仿真结果表明,该方法生成的模型达到了精细度高、真实感强、实时性好等仿真要求。     

基于压缩采样理论的DEM压缩与重建方法

不断增长的地形数据量对存储和传输要求也越来越高。数字高程模型(DEM)作为应用最为广泛的地形数据,它的数据压缩就显得尤为重要。本文提出一了种将矢量量化(VQ)和算术编码(AC)与压缩采样相结合的DEM压缩与重建方法。与传统压缩采样相比较,本文利用一些技术改进了重建性能。仿真实验结果表明,与SPHIT算法相比较,本文提出的方法实现了更高压缩比的压缩和高峰值信噪比的重构。     

基于定标器高程差的InSAR参数定标

现有InSAR参数定标都是基于定标器的绝对高程,因此定标器的绝对高程测量精度是影响参数定标精度的重要因素之一。绝对高程测量方法受各种因素的影响,高精度测量的成本高、难度大,但视距内的定标器高程差测量相对容易、成本低、精度高,因此本文提出了利用定标器高程差进行参数定标的算法,不仅避免了定标器绝对高程的高精度测量问题,还能改善定标敏感度矩阵的病态性,并针对此方法给出了定标器的布放规则。仿真结果证明了该方法的有效性,同时重建出精确的相对地形高程。     

网络面偏移量递阶控制草地视景生成仿真

传统方法中采用二维层状纹理绘制方法生成草地动态视景,当草地出现层阶地势是草地视景的边界接缝处理不够理想,轮廓区域出现视觉的跳变。引入竖直纹理切片,对草地的视景生成进行优化,提出一种基于网络面偏移量递阶控制模型的草地视景生成算法,首先进行草地三维体纹理构造,采用高斯核平滑处理算法处理草叶数据,在草地动态模拟中,设计网络面偏移量递阶控制算法,根据草叶弯曲程度和地势平坦程度而自动进行网络面的层数调整的动态非均匀层递阶控制,消除视觉跳变现象。基于GPU可编程功能,实现不同大规模地形下风场作用下的草地动态视景生成模拟仿真。仿真实验表明,采用该方法进行草地动态实时模拟,能真实动态地模拟风力等作用下草地起伏视景,绘制执行效率和生动逼真性都优越于传统方法。