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基于地理信息网格的矢量数据组织管理和三维可视化技术研究

作　者: 曹雪峰
导　师: 万刚
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 地理信息网格 矢量数据三维可视化 实时渲染 空间索引
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文在地理信息网格的基础上,研究全球矢量数据的组织管理、空间索引和三维可视化的关键技术,更好地满足人们对地理信息三维浏览、信息查询、空间分析和地理信息服务等方面的需求。本文主要研究内容如下:1、对矢量数据网格管理和三维可视化所涉及的地理信息网格、矢量数据模型、空间索引、矢量数据三维可视化技术等方面的研究状况进行了全面归纳和总结,明确了本文研究的目的和内容。2、提出了矢量数据全球网格组织管理方案,该方案在保持矢量数据自身信息完整性的同时,将矢量数据的管理纳入到混合式全球网格中,讨论了矢量数据网格划分的编码,描述了从混合式全球网格单元编码转换到矢量数据索引的过程。采用面向对象的矢量数据模型组织多分辨率的矢量数据,讨论了矢量数据向混合式全球网格转换过程中的投影和坐标转换方法,以及通过化简生成多分辨率数据的过程。3、采用Quad-R树实现了矢量数据在混合式全球网格方案下的快速索引。对矢量数据空间索引技术进行详细的归纳,分析了四叉树和R树的缺陷和不足,结合混合式全球网格的特点,采用Quad-R树为矢量数据建立索引,论述并实现了Quad-R树索引技术。4、对矢量数据三维可视化技术进行了全面总结,将矢量数据三维可视化技术分为三类:几何镶嵌、几何图层和纹理方法。针对现有技术在多分辨率地形模型上叠加显示时出现的问题,讨论了基于几何图层方法中几种特殊情况的处理,分析了基于纹理方法中的纹理走样问题并提出改进方法。采用改进后的几何图层和纹理方法实现了矢量数据在多分辨率地形上的三维渲染。5、在上述研究工作的基础之上,开发了基于地理地理信息网格的原型系统,介绍了系统框架结构和模块设计,并展示了系统显示不同比例尺矢量数据的部分实验效果,从而验证了本文提出的矢量数据组织管理与三维可视化技术的正确性和有效性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章 绪论  7-19
  1.1 引言  7
  1.2 研究现状  7-17
    1.2.1 地理信息网格  8-11
    1.2.2 矢量数据模型  11-12
    1.2.3 矢量数据空间索引  12-13
    1.2.4 矢量数据三维可视化技术  13-17
  1.3 研究目的和内容  17-18
  1.4 论文的组织  18-19
第二章 基于混合式全球网格的矢量数据组织管理  19-36
  2.1 基于混合式全球网格的矢量数据划分方案  19-25
    2.1.1 混合式全球网格  19-21
    2.1.2 矢量数据的网格划分  21-22
    2.1.3 矢量数据网格的编码  22-25
  2.2. 面向对象的矢量数据模型  25-30
    2.2.1 矢量数据模型  26
    2.2.2 常用矢量数据模型的优缺点  26-27
    2.2.3 面向对象的矢量数据模型  27-29
    2.2.4 多分辨率矢量数据组织  29-30
  2.3 矢量数据的转换  30-35
    2.3.1 矢量数据来源和格式  30
    2.3.2 投影和坐标转换  30-33
    2.3.3 矢量数据简化方法  33-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章 基于混合式全球网格的矢量数据空间索引  36-45
  3.1 3D GIS空间索引概述  36-37
  3.2 区域四叉树  37
  3.3 R树索引  37-38
  3.4 Quad-R树索引  38-44
    3.4.1 Quad-R树概述  39-41
    3.4.2 Quad-R 树的关键算法  41-44
  3.5 性能分析  44
  3.6 本章小结  44-45
第四章 基于混合式全球网格的矢量数据三维可视化  45-55
  4.1 矢量数据三维渲染技术概述  45-48
    4.1.1 几何镶嵌  45-46
    4.1.2 几何图层  46-47
    4.1.3 纹理方法  47-48
  4.2 矢量数据三维可视化方案  48-54
    4.2.1 基于几何图层的实时叠加  48-50
    4.2.2 基于纹理的实时叠加  50-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章 基于混合式全球网格的矢量数据管理和显示系统  55-61
  5.1 框架设计  55-57
    5.1.1 系统框架  55
    5.1.2 模块设计  55-57
  5.2 实验环境和结果  57-60
    5.2.1 实验环境  57
    5.2.2 实验结果  57-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章 总结与展望  61-63
  6.1 研究工作总结  61
  6.2 进一步的研究工作  61-63
参考文献  63-67
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  67-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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