基于遥感数据的选线三维地理环境建模方法

遥感技术、数字摄影测量技术可以快速获取选线区域的数字高程模型和影像数据,结合计算机图形学、科学计算可视化快速建立虚拟选线系统的三维真实地理环境,从而在该三维环境中进行选线设计。针对虚拟环境铁路选线系统大规模地形的特点,给出一个与视点相关、视线方向相关、地形起伏幅度相关、格网最小间距相关的连续多分辨率简化网格模型,克服拼接裂缝问题,实现基于四叉树的动态多分辨率三维地形实时显示与漫游。试验结果表明,该方法可以很好地满足虚拟环境选线系统大规模三维地形可视化和实时漫游的要求。     

基于二叉树的多分辨率地形表示研究

在对多分辨率地形表示的技术特征进行深入分析和归纳总结的基础上,提出了一种新的基于二叉树的依赖视点的实时交互多分辨率地形表示的数据模型。讨论分析了该模型的数据结构和算法实现的技术思路;改进了一些多分辨率地形表示的关键技术特征(时间连续性、双队列优化和误差判断准则等),给出了算法实现的伪码算法;通过实验证明了该算法模型简单、有效,比传统方法有更快和更稳定的帧率,支持对地表模型的多分辨率表示和交互式实时动态绘制,为三维地形可视化的实现和研究提供了借鉴。     

基于不规则三角网的视相关细节层次网格化方法研究

多分辨率三角形网格表示对于实时渲染复杂的几何场景来说是一个重要的工具。本文对交互可视复杂的三角形网格提出了有效的视相关网格化的框架,介绍了涉及视锥、表面方向和屏幕投影误差的视相关网格化准则,给出了基于边的数据结构和构建元操作层次结构的方法,同时根据这些准则发展了渐进细化和简化网格的实时算法。提出的视相关网格化方法具有较高的时间效率。     

一种基于边折叠的多边形网格简化算法

虚拟现实的真实感限时图形生成中加速技术十分关键，细节层次模型（ＬＯＤ）在实时绘制复杂场景中得到了广泛应用。本文介绍了一种基于边折叠的多边形网格简化算法，该算法能够有效地减少模型的多边形数，算法实现简单而且速度快。最后给出了应用实例说明其优点。     

基于数字化技术的铁路路基三维信息模型算量方法研究

路基工程在铁路建设中非常重要，其数量直接影响到铁路建设的投资，因此精确计算路基工程数量非常关键。传统二维设计计算工程数量是根据实测横断面采用平均距离断面法，未有效地根据地形变化对数量进行实时交互计算，导致数量与现场实测值有一定差别，尤其在地形起伏变化较大的丘陵地区差别更为显著。基于数字化技术及多专业协同技术形成的三维设计模型，实现了全方位、多角度查看、构件单元快速识别、构件与地形面数据化交互，从而使设计精度更高，提取的数量相对更精确。以某高速铁路工程为例，详细介绍铁路路基三维信息模型算量方法在铁路正向设计中的应用，将传统二维设计算量与断面法和基于数字化技术的三维信息提取法算量、网格划分法计算土石方数量做了详细对比并得出具体指标值。通过对比分析，总结铁路路基三维信息模型算量的优劣。与传统二维设计算量相比，基于数字化技术的三维信息提取算量方法具有更高的精度、更快的计算速度和更强的交互性，可以在铁路正向设计中发挥重要作用；提出针对不同类型构件、土石方分别采用信息提取法、网格划分法的一整套路基三维信息模型算量方法，大大提高工程算量精度，计算结果更准确。     

铁路线路设计中三维实时交互式仿真研究

基于分割—归并思想将线路三维实体分为现状景物实体和虚拟景物实体,分别研究各子实体的三维造型方法,并应用约束Delaunay三角化理论研制拼合算法,实现将各子实体快速拼合成三维整体模型。在此基础上,提出并实现铁路线路三维模型的视相关简化算法,该算法首先应用累进网格技术构建出网格顶点的层次结构,然后依据视锥截取,背面剔除和屏幕投影误差三个视相关简化准则,从层次结构中实时计算出当前视相关简化网格,最后应用真实感图形绘制技术实现铁路线路三维场景的实时交互式仿真。实践证明,该技术可实时生成具有高度真实感的铁路线路三维场景并可通过鼠标或键盘操控浏览路径,从而实现设计成果与设计过程的可视化。     

不规则三角形网格(TIN)地形的生成

数字地形模型是地理信息的基础数据.讨论并对比了几种数字地形模型的表示方法,分析了采用不规则三角形网络模型来表示地形的优越性.在以Delaunay三角剖分作为理论的基础上,给出了基于离散无序散乱点来建立三角形网格地形模型的生成算法和数据结构.     

数字铁路系统中三维可视化的研究

在不同的发展时期,铁路的信息化的目标是不同的,而在当前我国铁路大规模建设的浪潮中,实现数字铁路是铁路现代化建设的重要目标之一。就数字铁路中多尺度、多数据源、多分辨率、无缝的海量空间数据的三维可视化方面做了深入研究,通过LOD模型解决大范围海量地形数据与实时渲染的矛盾问题。     

约束Delaunay三角网数模在线路CAD软件中的开发和应用

数字地面模型是铁路线路CAD的基础核心模块。针对海量地形数据,提出了基于空间对象的网格—散点—三角形的索引机制,基于约束Delaunay三角网理论,采用逐点插入算法构建了顾及地形特征的数字地面模型,并通过大量实例对数模的速度和精度进行了分析。     

实时连续的三维地表模型加速显示研究

地表模型显示在虚拟现实中有着广泛而重要的作用。本文结合目前地表模型显示的相关理论和方法，提出了一种基于倾斜角阈值简化方法和实时连续地表细节层次模型生成算法相结合的二次分辨率层次模型方法，以加速地表模型的简化操作，并且在ＰＣ机环境下实现了实为复杂的地表模型的实时绘制，得到了比较理想的效果。