多通道三维地理信息动态展示技术研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:augenthaler
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近年来,随着遥感、地理信息和计算机技术的飞速发展,获取到的三维地理信息数据量越来越多、精度越来越高,使得更直观、更自然的方式来了解和处理相关的地理数据成为可能。在这种需求的驱动下,多通道三维地理信息展示技术以更多的显示内容、更大的显示尺寸、更好的视觉效果改变了我们了解三维数据的方式,最大程度的满足了我们观察世界的需求,被广泛地应用于军事模拟、航天仿真、教育、展览等领域。其中,具有更丰富显示内容、更强动态表现力的多通道三维地理信息动态展示技术迅速成为当前的研究热点之一。  与多通道三维地理信息静态展示相比,动态展示具有运动实体多、场景渲染量大等特点,对运动实体轨迹的平滑显示要求更高,特别是在通道与通道拼接处往往难以平滑过渡,常常会出现画面撕裂或重影现象;同时,由于地理信息数据的海量特征和当前图形显示硬件条件的限制,场景展示时不可能一次性地载入所有数据,因此,合理的数据调度方式是保证渲染画面连贯的基础。  针对以上问题,本文在分析了当前多通道三维地理信息展示系统的组织结构与显示原理的基础上,深入研究了动态展示的通道间同步技术和数据调度技术,提出了自适应同步方法和基于视点与感兴趣区域的数据调度策略,以及以时间和空间一致性为基础的多通道三维动态展示系统的性能评价方法,并在此基础上开发了三通道三维地理信息动态展示系统,对方法进行了验证,对展示效果进行了定量性能评价。  本文的主要成果与创新点如下:  (1)针对现有多通道三维展示系统多侧重于静态场景的展示,不能很好地实现动态画面的不足,研究了多通道动态场景同步方法,提出了自适应同步消息的方法,对静态场景和运动实体采用了不同的控制方法,解决了通道间显示不同步的问题,实现了多通道动静态数据的同步显示;  (2)针对大量数据调入和移出内存造成的渲染效率下降的不足,研究了适用于快速渲染场景的地理数据组织方法,并在此基础上提出了基于视点与感兴趣区域的数据调度策略,在一定程度上提高了渲染效率;  (3)针对现有多通道三维动态展示多采用定性评价,缺乏定量评价方法的不足,研究了评价多通道三维展示的关键因素,提出了针对多通道三维动态展示系统的综合评价方法,实现了多通道三维动态展示的定量评价;  (4)在以上关键技术的基础上,设计并实现了多通道三维地理信息动态展示系统,验证了同步和渲染效果,并对该系统的性能进行了评价。  多通道三维地理信息动态展示技术运用前景广泛,本文针对以上问题进行了研究,在一定程度上解决了问题,实现了多通道三维地理信息的流畅动态展示。
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