[发明专利]一种多分辨率动态地形可视化方法及系统

权利要求书

1.一种多分辨率地形可视化方法，其步骤包括：

1)预处理原始地形数据，将原始地形数据存入地形顶点数组；

2)建立四叉树标记数组，其大小与地形顶点数组相同；并根据地形块误差为标记数组中的元素赋值，从而生成隐式四叉树；表示隐式限制四叉树的标记数组中每个元素有三种标记，分别为Node_Flag，Leaf_Flag和Unknown，其中，Node_Flag表示其在四叉树中所对应的节点是非叶子节点；Leaf_Flag表示其在四叉树中所对应的节点是叶子节点；Unknown是标记数组元素的初始值；

3)检查并修改隐式限制四叉树标记数组中会出现裂缝的标记值，消除地形模型中出现的裂缝；

4)根据标记数组中的元素的标记值渲染地形块，生成表示地形的多分辨率三角形网格模型；

5)对生成的三角形网格进行纹理贴图，生成可视化地形。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中四叉树标记数组中元素位置与四叉树中各级节点之间的对应关系如下：

对于输入大小为n×n＝(2^k+1)×(2^k+1)的地形块，设则对应于四叉树中第l(0≤l≤k-1)层中节点的四叉树标记数组中的元素的集合为

M_l＝{m_ij|i，j∈{d_l，3d_l，...，(2α-1)d_l}，1≤α≤2^l∧α∈N}。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)通过计算当前地形块的精度，得出当前地形块对应的元素的取值：若精度不满足误差限制，则当前地形块需要继续分割，标记当前地形块对应的元素为Node_Flag；若满足误差限制，则当前地形块不需要继续分割，标记当前地形块对应的元素为Leaf_Flag。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)消除地形模型中出现的裂缝的方法为：遍历隐式限制四叉树，检查标记数组中是否出现下述情况：

标记为Node_Flag的地形块，其相邻的同级地形块的标记为Unknown；

若出现，则将该标记为Unknown的地形块的父地形块的标记置为Node_Flag，将该标记为Unknown的地形块及其另外三个同级兄弟地形块的标记同时置为Leaf_Flag。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)若该地形块对应标记数组中的元素的标记为Leaf_Flag，则直接渲染该地形块；若该地形块的标记为Node_Flag，则检查其子地形块的标记。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)根据视点位置和方向对不在视线范围内的地形块进行裁剪。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当地形信息需要改变时，根据输入的参数生成地表形变模型，并在顶点数组中修改地形受地表形变模型所影响区域的高度值。

8.一种多分辨率地形可视化系统，其特征在于，包括预处理模块、四叉树生成与更新模块、裂缝检查与修复模块、三角形网格生成模块，所述预处理模块用于读取原始地形数据并将其存入地形顶点数组；所述四叉树生成与更新模块调用顶点数组的数据生成二维隐式限制四叉树标记数组；表示隐式限制四叉树的标记数组中每个元素有三种标记，分别为Node_Flag，Leaf_Flag和Unknown，其中，Node_Flag表示其在四叉树中所对应的节点是非叶子节点；Leaf_Flag表示其在四叉树中所对应的节点是叶子节点；Unknown是标记数组元素的初始值；所述裂缝检查与修复模块用于检查二维隐式限制四叉树标记数组中会出现裂缝的标记值；所述三角形网格生成模块用于根据标记数组中的元素的标记值渲染地形块，生成表示地形的多分辨率三角形网格；纹理贴图模块用于对生成的三角形网格进行纹理贴图，生成可视化地形场景。

9.如权利要求8所述的地形可视化系统，其特征在于，还包括一地表形变模型生成模块用于当地形信息需要改变时，根据输入的参数生成与参数相匹配的地表形变模型，并根据模型所生成的形变量修改地形受地表形变模型所影响区域的高度值。