点云数据因具有获取方便与分辨率高等特点,已被广泛应用于三维数字城市建设、隧道工程、增强现实以及三维地理信息系统(Geographic Information System,GIS)等众多领域。点云数据的快速可视化对地理空间场景的建立与表达具有非常重要的意义。迄今为止,针对桌面与Web三维GIS展开的地理场景点云数据可视化研究已取得了突出的成果。相比而言,移动三维GIS下的研究还处于起步阶段。移动终端的网络带宽有限、内外存空间小以及计算与渲染能力弱等特性也为点云场景可视化研究带来了挑战。基于上述存在的问题,本文从点云数据的组织与管理、点云场景的渲染方法以及数据调度策略等相关研究入手,旨在为无线网络环境下的移动点云场景可视化平台提供一套行之有效的解决方案。本文的研究内容如下:(1)在对点云数据特点以及移动终端特性深入考虑的基础上,总结了移动点云在线可视化框架下的数据索引应该具备的特性,分析了目前点云研究中常见索引的优缺点。基于以上分析,文章提出了一种面向移动终端点云场景在线可视化平台的点云数据组织管理方法——动态KD树(Dynamic K-Dimension tree,DKD-tree)与链线八叉树(Linked_Linear Octree,LLOctree)集成的树形索引,基于该方法扩展了对点云数据多细节层次(Levels of Detail,LOD)模型的支持。文章最后设计了与传统树形索引的综合性能对比实验,证明了本文方法相比传统索引方法具有明显的优越性。(2)研究了移动终端 OpenGLES(OpenGL for Embedded Systems)下的点云场景漫游原理与方法,详细介绍了点云场景漫游中实时视域空间的解算方法。在上述研究内容的基础上,结合移动终端硬件性能较低的实际情况,提出了一套基于实时视域的数据综合调度策略,包括:保证点云场景渲染流畅度的数据动态载入与卸载策略、减少网络请求频率及加快场景渲染速度的数据缓存与预取策略,以及为了解决移动端网络状态与服务端集成型树形索引数据分割粒度不对等问题而提出的基于“请求粒度”的数据请求策略。最后,文章从索引的构建性能、空间查询性能以及为移动终端提供数据传输服务的能力三个方面设计了本文集成型索引与KD树(K-Dimension tree)索引、八叉树索引的性能对比试验。实验结果表明,本文方法在相同的查询空间与仅采用单线程查询方式的情况下,对数百万级的点云点数据的查询效率能够优于八叉树索引6倍、优于KD树10倍,同时在数据传输方面能够为移动端提供稳定、可靠的数据服务,与传统的树形索引相比优势明显。基于以上实验内容,运用文章提出的DKD-tree&LLOctree集成型索引搭建了点云数据服务、基于本文针对移动端提出的点云场景可视化方法与策略设计并实现了 Android平台下的可视化应用模型,由以上两者共同构建了移动点云场景在线可视化应用模型。实验结果显示,在点云场景的漫游过程中,可视化应用模型的帧率能够维持在29～60FPS之间,且能够较好地支持基于LOD的可视化模式,满足用户的可视化需求,验证了本文研究内容的可行性。