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鄂尔多斯盆地地域辽阔,地貌类型复杂多样,对其进行地形三维可视化是一个极富挑战性的课题。目前,对于具有海量数据特征的地形来说,既要保持视觉效果,又要提供较高的显示速率,即使是基于当前的计算机硬件设备,仍是一大难题,因此,从建模的角度解决海量数据的地形实时显示,是解决这一问题的有效方法之一,其中,建立地形的多分辨率模型是一个切实可行的手段。 本文首先介绍了地形三维可视化技术的特点,指出地形绘制速度是三维可视化的关键问题,综述了目前现有地形三维实时显示技术的优缺点,随后回顾并总结了不规则三角网和规则格网的生成及基于它们的各个多分辨率显示模型的优缺点,阐述了纹理映射原理以及各种纹理映射技术和生成方法,着重介绍了Mipmap多分辨率纹理技术,在此基础上,本论文围绕海量数据地形三维实时显示问题进行了广泛的探索,其中以建立地形的细节层次模型为重点,研究了基于四叉树的鄂尔多斯盆地地形三维实时细节层次模型(LOD)表示方法,并由此生成高度真实感和超快显示速度并存的三维地形。最后,本文结合国家973科技攻关项目,应用DEM与多源信息复合技术,证实了地形三维可视化在矿产勘查中的应用价值。 在探讨基于四叉树的鄂尔多斯盆地实时LOD算法方面,本文通过比较各种视域裁剪、误差度量和裂缝修补方法对其进行最优选择,并进行改进,力求以最少的数据量表示最真实的地形,当然,数据量的减少必然影响到地形的真实度,因此本文应用Mipmap技术实现盆地的多分辨率纹理映射,增强地表的真实感。 试验结果表明,采用基于四叉树的地形LOD算法完全能够满足鄂尔多斯盆地三维地形实时显示的要求,在考虑地形起伏特征和视距参数的基础上提出的结点误差度量方法是合理可行的。此外,本文算法能快速高效地消除结点间由于分辨率不一致所引起的裂缝效应,在对地形绘制误差进行控制的情况下,可以实现地形场景从最粗分辨率到最细分辨率的任意变化。在实际应用中可以对地形绘制误差进行控制,降低绘制的三角面片数,若辅以高分辨率地表纹理的帮助,能够在不显著降低地形场景绘制质量的情况下达到理想的浏览效果,即使在普通的微机环境下,也能实现鄂尔多斯盆地的快速3D浏览。