[发明专利]基于CPVP的三维地形仿真技术

说明书

技术领域

一种关于计算机领域中的三维地形仿真技术领域。

背景技术

地形建模是采集虚拟场景范围内适当比例尺的真实地形地貌数据，按照一定的算法，描述该区域的连续的高低起伏变化的方法。三维地形一般数据量庞大，在数据获取方面工作量很大。地形显示是利用算法和程序，渲染和驱动建立好的三维模型。一般地形模型数据量大，为了达到实时显示的效果，在模型显示方面，要兼顾优化显示技术。

地形数据是整个场景的基础。地形数据主要是建立数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)用到的高程数据。可以是等高线、离散的高程点数据及其他具有高程的陡坎线、湖泊平面多边形等。这些数据的来源可以是地形图上的等高线、离散高程数据。可以直接处理航摄影像、机载激光扫描仪扫描的数据或者SAR／INSAR图像来生成DEM。地理纹理来源于航空摄影相片、卫星遥感像片。DEM主要有三种表示模型：等高线模型、规则格网模型和不规则三角网模型。三维地形的表示目前主要使用后两种。规则格网模型，主要是根据已有的离散点数据，内差规则格网顶点的高程。DEM内差本质上是数学上的插值问题。按内插点的分布范围，可以将内插分为：整体内插、分块内插和逐点内插三类。基于格网的内插广泛采用双线性多项式内插。采用这种方法的考虑点是：使用最靠近插值点的四个已知数据点组成一个四边形确定一个双线性多项式来内插待插点的高程。不规则三角网的构建，最关键的算法是Delaunay三角网的产生算法。

发明内容

 通过国家专利检索没有发现关于此系统方面的申请资料。

  二维纹理映射，本质上是一个二维纹理平面到三维景物表面的一个映射。二维纹理定义的平面区的每一点( ，Y，z)处，均定义有一灰度值或颜色值。我们称该平面区域

为纹理空间。对应三维景物表面的点(“， )确定的区域，定义为物体空间。从数学的观点来看，映射可用公式(1)来描述：(H， )=F( ，Y，z)。

分块索引技术可以称之为场景分割。一个地形场景可以从儿平方公里到几十甚至几百、几万平方公里，其多边形数可达几十、几百万个。若把整个模型数据一次性读入内存显示，邶几乎是不可能的，通常需要对地形进行分块索引。其中每一块的大小根据硬件的性能、场景的复杂度及纹理的数据量进行综合考虑，通常为1km×1km或者2km×2km。将整个三维场景分块并进行调度，地形块的调度是一个独立的线程。实时显示时，将只拣取可视范围内的场景地形模型。如果视点沿向北的方向进行漫游，采用八邻域的调度方式，其中填充的格网为需要调入内存的地形块，虚线部分为需要调出内俘的地形块。

大地理管理(LADBM)通过动态换片的方式来优化和组织大型的数据库，从而保证系统运行时的高性能。MetaFlight用于描述组成大地形数据库的数据集，便于应用程序执行换页策略来使用地形数据库的相关部分。MetaFlight使用网格拓扑来作数据库文件与地理位置的映射。Coverage代表了一个矩形的地理区域，Grid Structure定义了Coverage的划分，每一个块根据Filename Patteru对应磁盘上的一个文件，这个文件就是在Creator中产生的．Ⅱl格式的数据库文件。在MetaFlight文件的树型结构中，相应有Coverage、GridStrueture、GridDataset节点来描述上述内容。为了提供定位信息，MetaFlight对坐标系统进行了描述。有本地(1oca1)、投影(projected)、地心(geocentric)、测地(geodetic)四种坐标系统。本地坐标系统不参考地理位置，用于车辆、飞机等模型。投影坐标系统是根据算法将地球投影到平面上形成的坐标系统，

比如地图上所采用的坐标系统。投影方式有UTM，LambertConformal Conic，Steroegraphic，Albers Equal Area，Muhigen FlitEarth和Trpezoidal，不同的投影方式在不同地理区域的投影精度不同地心坐标系统是一个三维的迪卡尔系统，其原点在地球中心，用x，Y，z三个轴来描述地理位置。测地坐标系统通过经纬度来描述地理位置。