袁晓君[1]2000年在《基于多分辨率分析的海量图形图象处理关键技术》文中研究说明分类号UDC编号 中国科学院博士学位研究生学位论文袁晓君指导教师申请学位级别工学博士学科专业名称
杜云虎[2]2013年在《三维地理场景加速绘制的数据组织调度与时序多屏同步漫游技术》文中进行了进一步梳理地理场景特别是自然地理场景通常具有大规模、高复杂度、时序动态、强交互性等一系列特征。自然地理场景包括众多的自然和人工要素。其中,最基础、最重要的要素就是地形。由于地形数据及其表面纹理数据具有数据量大的特点,要实现三维实时可视化或绘制是相当困难的。目前大多数三维GIS软件对海量数据支持有待提升,研究如何快速地实现海量地形数据的三维可视化是三维GIS、虚拟地理环境研究中亟待解决的关键问题。另外,针对自然地理场景时序动态特征,三维地理场景绘制不仅要表达某个时相地理环境的状态,同时应具备表达时序的地理环境动态变化或地理系统演化过程。传统的单屏显示方式已无法满足用户对沉浸感、大视野或大尺寸、高分辨率的动态地理过程三维可视化应用需求。本文以虚拟森林环境为例,开展三维地理场景加速绘制的数据组织调度与时序多屏显示技术研究。主要内容和取得成果如下：(1)在理论方法上,分析了目前地形复杂度简化技术、海量地形实时调度技术、真实感地形纹理映射技术等的优点和不足,提出了从数据的组织与调度策略及其加速绘制优化策略入手实现海量地理场景加速绘制的研究思路和技术路线；分别对场景要素中地形、植物和建筑物的建模方法进行了详细介绍。在此基础上,探讨了场景图和空间层次划分两种虚拟三维地理场景构建方法；总结了基于四叉树的细节层次简化模型、可见性剔除、多线程数据调度、数据缓存机制的相关理论。(2)在数据的预处理技术方面,通过四叉树分割和创建索引文件,建立视点无关的多分辨率地形、纹理数据模型,设计并实现了一个地形数据切片为核心的海量地形、纹理数据的预处理技术,可以减少实时绘制过程中数据的处理时间,减轻计算机的计算负担,提高大规模复杂三维地理场景加速绘制的效率。(3)在数据的组织与调度策略及其优化方面,提出以场景绘制线程为主线程、数据调度线程为子线程的多线程机制,以提高场景数据的调度效率和场景绘制的流畅性。在此基础上,提出多级缓存和固定内存缓存池策略,减少了内外存间数据调度频率和内存的分配和卸载次数。试验证明,经过该策略和优化处理后,场景的绘制的帧率可以维持在60FPS,而不受数据量的限制。(4)在多屏同步显示技术及其漫游系统设计与实现方面。引入多屏显示技术和Cardial差值方法生成漫游路径,将以上成果在森林景观合成与管理三维信息系统VisForest上集成,实现了一个基于单机多屏的时序森林场景可视化漫游系统,并在系统中添加实景图片的嵌入播放和三维地理场景输出功能。该系统在长汀县水土流失治理效果评估演示中得到了应用。
佚名[3]2004年在《计算机在电子学方面的应用》文中研究说明TP39 2004U41249一种网络防御模型研究/刘维国,刘慧敏(解放军9 1550部队)]I航天电子对抗.一2 003,(4)一46一封三通过一种网络防御模型的引人,进而分析了网络系统保护模式、建立数学模型.该模型对于建立和强化网络安全保障体系有一定
张立强[4]2004年在《构建三维数字地球的关键技术研究》文中研究指明三维数字地球是一项跨越多学科的理论和系统工程。虽然有关的理论技术研究已经取得了一些进展，但在网络或普通计算机上难以达到实时显示和交互的要求。这主要是在海量多分辨率数据的组织与管理，空间索引的效率，数据压缩技术，网络技术，复杂数字城市模型的建立与可视化，多源数据的无缝集成，超大规模场景的实时漫游与交互，空间分析和查询等方面存在着亟待改进的地方。 针对开发数字地球系统存在的挑战，本文从“3S”技术的角度出发，讨论了海量DEM数据、矢量数据、影像数据以及三维建筑模型数据的组织、检索、传输以及在三维数字地球系统中实时可视化的一些关键技术；着重研究了三维数字地球的网络模型，压缩技术，大规模地理数据的动态显示，空间分析和查询等问题。作者所在的课题组研究并独立的从底层开发了一个三维数字地球平台GeoBeans3D，它最终要在Internet环境下实现海量多源数据的无缝集成和实时可视化，三维城市的重建，气象检测，战场仿真和模拟，导航和空间分析等功能，支持普通计算机浏览。该系统2003年被科技部评为国产优秀三维影像信息平台，并在多个部门中得到了应用。本篇论文阐述的理论和算法大部分集成到GeoBeans3D中并取得了良好的效果。 在分析总结国内外大量相关文献的基础上，本文以基于网络的三维数字地球平台为基础，以作者研究构建三维数字地球的关键理论技术为系统构架，组织整篇博士学位论文。本文的研究内容主要具有如下创新之处： 1．提出了利用提升格式构造二次平均插值小波，实现海量影像和DEM的多分辨率表达与建模。该方法具有计算量小，简化模型精度高等优点，解决了传统金字塔技术不能精确重建的弊端。 2．作者在Ottoson(2001，2002)工作的基础上，改进了椭球四叉树空间索引的算法，并将其应用到全球地理数据的索引中，极大提高了数据的访问速度。 3．比较了几种预测方法的优缺点，在此基础上提出了最小二乘预测模型，并优化了自适应算术编码的数据结构以加快编码的进程；最后对不同的无损编码技术的压缩结果进行了分析。验证表明，本文提出的压缩方案对DEM的压缩率高于CAB和Winzip，能够有效的缩短数据在网络上的传输时间。 4．针对现有JPEG_LS上下文模型的缺陷，改进了JPEG_LS的模型预测方法，提高了像素预测的精度。 5．提出“先压缩后建模”的思路。以视相关和地形地貌为准则，集成“多进制小 波十二叉三角形树”的方法实现高分辨率、大场景地形数据的实时简化，基本 做到了地形的漫游速度与场景的数据量大小无关，为全球地形可视化提供了一 条行之有效的解决途径。此外，作者还对如下几个问题做了较为深入的研究:(l)利用wGS84大地基准面和GRS80参考椭球构建地球模型描述了在全球海量数 据显示的过程中，随着视点和视角的变化，当前细节层次(LOD)中视景体内地 球椭球体面积的裁减方法，并给出了具体的公式。(2)研究了矢量线状和面状实体与DEM、影像的无缝叠加算法。针对线状实体和 规则DEM的几何特征，提出自左向右、自下而上的绘制算法。提出分别用 Delannay和DEM分块构网两种方法实现面状实体和三维地形场景的叠合并对 其作了比较，为超大规模DEM、影像和矢量数据的实时无缝显示提供了一个 现实可行的方案。(3)研究了三维城市建筑模型的建立方法以及大区域、高密度复杂建筑模型的组织 和管理:给出了从空间任意点以任意倾斜角观看地球景观的算法，实现了多角 度、不同方向浏览场景。(4)给出了计算三维数字地球中可视点的三维直角坐标(X，Y，幻和大地坐标林，树的 算法，这是查询和三维空间分析的基础。设计了某些侦察设备360度监控地形 或空中目标的可视域算法;并论述了属性数据库与几何模型关联，进行空间实 体查询的算法。(5)作为主要参加人员之一开发了基于网络的三维数字地球平台系统 GcoBeans3D，该平台在海量空间数据的组织、管理、传输和显示上有了突破， 实现了全COM组件体系架构;在数据管理和显示引擎上完成了向海量三维数 据引擎的转化，实现了二三维动态关联的关键技术。 为了验证本文的理论和技术的正确性和可行性，作者在Interne班ntranet环境下进行了实验研究。结果表明，通过把海量空间数据发布到不同的客户端，能够满足多用户并发浏览、查询、分析的需要。 本文的研究内容只是三维数字地球系统的一小部分。在下一步工作中，除了继续增强海量空间数据管理能力和空间分析功能外，还要更好的将其与分布式计算技术、数码城市技术、GPS导航监控技术以及虚拟现实技术紧密结合起来，真正解决三维数字地球的信息发布、系统仿真、空间分析查询等问题。
佚名[5]2002年在《通信》文中研究说明TN91 02030926ACARS报文通信服务器的设计与实现/钟青,张其善(北京航空航夭大学)}{北京航空航天大学学报.一2001,27(5)一511一513着重介绍ACARS(飞机通信寻址与报告系统)报文通信服务器的软件设计方案及实现方法.ACARS
康宁[6]2007年在《基于GPU的全球地形实时绘制技术》文中提出海量地形数据的实时三维绘制技术在作战指挥、飞行模拟、游戏等方面都有着广泛的应用,是虚拟现实、战场环境仿真、3D GIS领域的研究重点和热点。本文以全球数字高程模型以及高分辨率卫星影像作为数据源,重点对基于新一代图形处理器(Graphic ProcessUnit,GPU)的海量地形三维绘制的理论、技术与方法进行了深入研究,大幅度提高了海量地形数据实时绘制的速度和效率,主要工作与创新点包括:1.以海量数据的金字塔模型为基础,设计了数据分层、分块、存储和调度策略等一系列预处理流程和方法,实现了支持文件和数据库两种存储方式的数据引擎。2.在深入研究新一代图形渲染引擎的基础上,充分利用GPU的可编程性,提出了改进的Geometry Clipmap算法,可以实现快速高效的视锥体裁切和裂缝消除,并利用纹理矩阵简化纹理坐标的计算。该算法结合金字塔层次模型,可以高效的完成海量地形数据的实时绘制。3.设计并实现了支持多线程渲染、数据渐进调度的地形渲染引擎,进一步提升了海量地形三维绘制的速度。在该引擎中利用了顶点着色器实现了局部高精度地形数据的“镶嵌”显示。4.集成地形数据引擎和渲染引擎,开发了“全球地形实时绘制原型系统”,实现了全球范围多尺度的实时三维地形绘制,在数字地球、3D GIS、空间环境仿真等领域得到了具体应用。5.针对国际上计算机GPU和CPU的发展趋势,提出了综合利用GPU和CPU“多核”处理器实现地形数据实时可视化处理的基本思路。
刘扬[7]2008年在《分布环境下的海量三维地形可视化关键技术研究》文中研究指明三维地形可视化已经发展为计算机图形学的一个重要分支,它的应用逐渐涉及到GIS、虚拟现实、3D游戏等众多领域,是近年来国内外众多学者的研究热点之一。而以往三维地形可视化的研究主要是在单机的环境下进行,与之相应的提高地形渲染速度和可视化系统性能的技术与方法也多是基于单机环境的,但是三维地形数据的海量特性以及三维可视化系统的实时性和交互性特点,使得现有技术条件下单机系统的性能已经不能很好的满足目前主流应用的要求。因此,考虑到目前作为主流的分布式多机并行调度与服务的蓬勃发展,本文通过对分布环境下的海量三维地形可视化中多项关键技术研究,探讨通过多台计算机在分布环境中并行协同处理,共同完成对海量地形数据有效存储调度;并根据视觉原理与场景本身特点有效地简化三维地形,减少图形系统实时处理的图形数量,最终实现海量三维地形可视化的实时性和交互性。主要内容包括:1.针对海量地形高程数据特点,研究有利于分布环境下海量高程数据快速调度和处理的数据组织结构和存储方式,建立高效的数据组织模型以及相应的索引机制,实现对全球尺度的地形高程数据进行有效的管理和存储。2.研究海量三维地形模型绘制中地形实时简化方法,在对比目前比较成功的地形简化算法的优缺点和适用范围基础上,建立地形简化模型,解决因地形局部发生变化而导致整体都要重新处理的问题。并对简化模型的进行测试,证明其可用性。3.针对海量影像纹理数据的特点,结合海量地形高程数据组织方案,研究适合分布式环境下调度和处理的海量影像纹理数据的组织方式;研究针对海量影像纹理的映射技术,提出一种视点相关的基于误差的动态多分辨四叉树纹理映射方法,并予以试验验证。4.探讨利用现有条件,综合应用并行调度技术,数据库管理技术、网络传输技术,通过局域网内多台计算机协同操作,建立一种适合于分布式网络结构的海量三维地形数据调度和处理模型,合理地进行存储与计算资源的分配;并依据该模型制定地形数据动态调度策略,达到海量三维地形数据的最大共享与利用。5.应用上述一些研究和实验的成果,使用Direct3D图形组件库设计并初步建立一个分布式环境下的全球三维地形漫游试验演示系统,实现分布环境下海量地形实时、交互漫游;然后,根据相关应用数据对系统进行了性能测试,检验研究成果的可用性。依据以上研究内容,针对性地进行了方法创新,包括以下方面:1.分布式环境下的海量地形高程数据、影像纹理数据多分辨率层次四叉树组织模型和相应索引机制本研究旨在保证分布式环境负载平衡的前提下,探索出一种有利于海量地形数据快速调度、处理以及显示的数据组织结构和存储方式,并以此建立一个海量地形高程数据、纹理数据多分辨率层次四叉树组织模型,实现对全球尺度的海量地形数据进行有效的管理和存储。演示系统实验证明了该模型适合于分布式环境下地形数据的网络传输和多机协同处理,对具有一定的应用价值。2.基于四叉树模型的海量三维地形局部自适应最优化简化算法(LaostModel模型)该简化算法针对海量地形数据的组织与存储情况以及不同分辨率地形拼接处形易成裂缝等问题对其进行改进,根据视点以及局部地形粗糙程度动态地改变四叉树数据块分裂或合并状态,并实时调整块内不同四叉树节点处地形的显示层次,重点解决地形局部发生变化而导致整体都要重新处理的问题。模型应用效果良好,实现了海量地形数据流畅漫游,为今后的四叉树为基础的地形简化模型提供了很好的借鉴。3.局域网环境下客户/服务模式的海量三维地形数据分布调度和处理模型该模型以地形数据分块为基础充分发挥了客户、服务以及服务管理器的作用,采用了两阶段的通信模式以及非等待式的异步调度处理方式,提供了有效的地形数据管理,保证了数据调度服务协同处理与网络通讯负载平衡。应用上述调度和处理模型的三维地形数据的动态调度策略最终达到海量三维地形数据的最大共享与利用。通过演示系统的性能测试验证了该模型的可靠性和效率。随着地形获取技术、网络技术、三维可视化技术的发展,分布环境下海量三维地形可视化关键技术的研究正不断地扩展其应用的领域,同时也更具有其研究的价值。
参考文献：
[1]. 基于多分辨率分析的海量图形图象处理关键技术[D]. 袁晓君. 中国科学院研究生院（计算技术研究所）. 2000
[2]. 三维地理场景加速绘制的数据组织调度与时序多屏同步漫游技术[D]. 杜云虎. 福州大学. 2013
[3]. 计算机在电子学方面的应用[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2004
[4]. 构建三维数字地球的关键技术研究[D]. 张立强. 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）. 2004
[5]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2002
[6]. 基于GPU的全球地形实时绘制技术[D]. 康宁. 解放军信息工程大学. 2007
[7]. 分布环境下的海量三维地形可视化关键技术研究[D]. 刘扬. 北京师范大学. 2008
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