大规模地形实时显示中的裂隙消除算法研究.docVIP

地形自适应显示中的孤立分割和裂隙消除算法 张俊峰，刘文玉1，邓荣鑫1，李名勇1 （1 华北水利水电学院 资源与环境学院，河南 郑州 450011） 摘要：传统大规模地形实时显示中的裂隙消除算法多从依赖关系出发，通过约束四叉树消除结点间裂隙，尽管可以有效解决裂隙问题，但强制要求的结点依赖关系会带来地形表达失真或者因算法过于复杂而不能应用于大规模地形等问题。基于此，文章针对大规模RSG地形数据，提出四叉树孤立分割思想，设计并实现了地形规则分块后，利用添加拆分点和平均高程值消除单块内和多块间裂隙的算法。经初步试验表明，该算法不仅简单快捷，且使地形各个区域均可自适应地满足精度要求，消除了以往算法的缺点，具有较高的实用价值，对其他模型的裂隙消除也是一种借鉴。 关键词：裂隙；依赖关系；孤立分割；拆分点 中图法分类号：TP391 Split-isolated and crack-eliminated algorithm research on the real-time adaptive display of terrain Zhang Junfeng1, Liu Wenyu1, Deng Rongxin1, Li Mingyong1 (1 School of Resource and Environment, Norht China University of water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450011, China) Abstract: Traditional algorithm on crack-eliminated usually tend to start from the dependencies using constrained quadtree, successful but will lead to topographic distortion or algorithm-complex. Based on these, we fall on the large-scale topographic data and present split-isolated method on quadtree. This method makes use of points-split and height-average to eliminate the cracks between nodes in single block and adjacent blocks. Preliminary experiments have proved that this algorithm is not only simple and useful, but also enables every region meeting the permissible accuracy; meanwhile, it can also be adapted to other models for split-isolated. Key words: crack; dependence; split-isolated; points-split. 引言 地形三维场景的实时快速显示是三维地理信息可视化表达的基础内容，也是关键的核心环节之一，为了解决计算机有限的处理能力与大规模地形数据之间的矛盾，学者Clark提出细节层次模型（Levels of Detail，LOD）的思想，实现了大规模地形的实时漫游显示，而裂隙也随着这一思想的提出而出现，并一直广受关注。 图1 层次树间的裂隙 在实时绘制时，算法首先判断当前结点的相邻结点的层次，如果层差大于1，则可以采用两种方法：（1）无论结点是否达到精度要求，都要停止分割，确保层差为1，即粗糙结点优先；（2）强制分割，即使邻结点已经达到精度要求，也要继续分割，直到层次差异最大为1，即精细优先。在保证了层差为1的基础上，采用三角形扇方式绘制，如所示，其中a为单个结点的三角形扇绘制法，b为层差为1的两个相邻结点之间的裂隙，c为多绘制一条边消除裂隙的解决方案，d为少绘制一条边的解决方案。从构网效果看，如果采用粗糙结点优先的策略，将可能导致地形某些区域达不到精度要求，而若采用精细优先的策略，则相对比较复杂，构网的效率也不是很高。 图法消除裂隙LOD的级别不受限也就是说，地形的任何地方都可以是从最精细到最粗略的所有级别在实时显示时，当前地形区域依据误差大小自动选择合适的LOD层次而不受相邻区域级别的限制，同时采用优化的预处理策略和基于屏幕误差的结点评价体系，通过添加拆分点消除不同LOD层次间的裂隙。 图3 算法流程 1.2 地形分块及数据预处理 随着现代遥感及测量技术的快速