基于外存超大规模地形数据的管理与调度研究-计算机应用技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘 要 摘 要 真实三维地形场景可视化仿真模拟目前应用非常广泛，在军事领域、地形勘 测、气象检测、土木工程等领域都具有很高的实际应用价值。在这些应用中，都 需要对复杂的真实地形地貌进行可视化渲染。而如何解决由海量地形数据组成的 复杂地形表面模型与有限的计算机硬件图形处理能力之间的矛盾，成为地形地貌 可视化应用的核心问题。基于目前的计算机硬件发展现状，对于具有海量数据的 地形场景，既要获得较好的场景渲染效果，又要保持较高的绘制帧速，仍然存在 不小的困难。为了解决这一矛盾，本文致力于从软件方面入手，利用高效的数据 组织方式和内外存调度手段，实现在现有计算机硬件条件下，海量数据复杂地形 场景的较好的可视化模拟效果。 海量地形的三维可视化需要解决两个主要矛盾，一是海量的地形数据和有限 的计算机存储空间之间的矛盾，二是地形地貌的复杂表述和有限的计算机处理能 力的矛盾。针对这些问题，本文着重在以下几个方面开展研究工作： （1） 介绍真实三维地形地貌可视化的基础知识和关键技术，重点介绍海量 地形场景从数据组织到数据调度，直到最后的地形场景绘制各个环节 的相关技术以及所面临的问题。 （2） 考虑到复杂地形数据量巨大的特点，由于计算机硬件的限制，不可能 将所有地形数据一次全部载入内存，因此必须将原始地形数据进行分 块处理。本文在充分比较分析了目前常见的数据分块组织方式后，提 出了一种全新的无冗余的地形 LOD 分块策略。 （3） 在本文提出的地形数据组织方式支持下，结合当前主流调度策略的优 势，提出了新的数据分块调度策略；并在预调度中引入了运动速度因 素，设计了速度相关的数据块预调度策略。 （4） 采用本文的数据组织和调度策略，构建地形网格模型，实现了完整的 三维地形可视化系统，并与目前主流的渲染方案进行了试验数据比较。 （5） 最后，对本文的工作进行了总结，并在地形遮挡，地形数据压缩和裂 缝消除等方面提出了进一步研究的要求。 关键词：海量地形，三维可视化，数据组织，数据调度 I ABSTRACT ABSTRACT The application of visualization of the authentic 3D geographical scene is booming. It enjoys very high practical value in military, geographical survey, meteorology and civil engineering. All the applications require an authentic visual render of the complicated geographical topography. And the core problem for geographical visualization is how to deal with the conflict between massive geographical data within the complex surface topology model and the computer graphic hardware processing ability. It is hardly easy to render high quality scene with relatively high frame rate on the massive geographical scene by using current hardware. To solve this dilemma, this article aims at using software approaches to achieve good visualization