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虚拟战场地形环境仿真中,地形模型具有广泛而重要的作用。由于计算机硬件水平有限,制约了大范围三维地形建模的速度和精度。目前解决该问题的方法是基于软件的方法,从建模的角度来解决海量地形的存储和逼真显示问题。其中,对地形模型进行多分辨率表示是一个非常重要的方法。因此近年来在三维地形仿真领域中,地形的多分辨率表示是其研究的热点。 数字高程模型是地形的主要表达方式,本文以数字高程模型为研究对象,在对国内外构建地形表面构建方法总结分析后,提出了一种曲线拟合和不规则三角网相结合的方法。即对构建战场地形的数字高程模型数据,依据战场地形的关注度不同,将重点关注区域采用较高分辨率的曲线曲面拟合方法生成地形图,而非重点关注区域采用简单的规则格网模型生成地形表面。 本文首先介绍了国内外常见的三种构建地形方法,分析了DEM数据文件类型和格式、DEM数据采集的方法以及DEM表面的构网方法。其次,由于所用DEM数据是基于规则格网分布的高程数字模型,根据真实地形的变化趋势和兴趣区域,对整个数据集进行部分重叠的分块后,依据各块区域的关注度采用不同的方法构建地形。本文主要工作如下: (1)提出了一种以递归生长算法构建Delaunay三角网。由于规则格网数据中存在无效数据,无法使用曲线拟合DEM数据点生成地形模型。该方法依据Delaunay三角网的构网思想,提取数据特征点后生成不规则三角网。 (2)针对常用最小二乘法反算控制点方法生成三次B样条拟合曲线误差较大、控制点数过多的问题。提出了线性约束能量最小化方法反算控制点的方法。并通过实验证明了该算法的有效性。 (3)在三次B样条拟合曲线的基础上,利用线动成面原理和截面特征重构曲面方法生成地形曲面。根据数据点和曲线上对应数据点的距离误差,不断地调整数据特征点的位置,从而生成更加逼真的曲面。