DQT球面网格模型及可视化技术研究

• 作 者: 马柳青
• 机 构: 中国科学院地理科学与资源研究所
• 出 处: 中国科学院地理科学与资源研究所
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 地形数据存储 DQT球面网格模型 空间数据 索引机制 系统开发 命名规则

随着全球GIS和虚拟地球技术不断发展，特别是Google Earth的发布和应用，球面离散网格模型受到广泛关注，并成为近年来的研究热点。基于地理坐标系的离散网格模型由于计算和索引简单，数据组织容易，符合人们的习惯，而受到广泛的应用。但其划分的网格空间分辨率变化很大，极地地区出现网格退化现象，高纬度地区网格过于密集，严重影响了数据检索和可视化效率。本文针对基于地理坐标系的离散网格的这一缺陷，提出了DQT模型。该模型采用二元和四元混合划分网格的思想，将同一层次网格数量减少了30％-40％，降低了从赤道向两极网格空间分辨率的变化量，从而解决了基于地理坐标系的离散网格模型高纬度地区网格过于密集的缺陷。另外，本文还讨论了基于DQT模型的的空间数据的索引机制，影像、地形和三维模型的数据组织和渲染方案。最后，在这些研究的基础上开发出了一个原型系统。具体工作如下：　　
1.在基于地理坐标系的离散网格的基础上，提出了DQT模型，设计了DQT模型的索引结构和索引计算方法，并在索引、面片数目、几何特性、显示效果等方面将DQT与基于地理坐标系的网格模型进行了对比。该模型解决了基于地理坐标系的离散网格分辨率不均匀以及在高纬地区网格过于密集的缺陷，从而提高了数据检索和可视化的效率。　　
2.研究了基于DQT球面网格模型的影像、地形数据的组织和渲染方案。设计了基于DQT模型的影像、地形数据存储和命名规则。给出了基于DQT的地形LoD的控制方法、裂缝处理方法和数据块的渲染方法。　　
3.提出了按材质分组的三维模型数据组织方案，提高了模型加载和渲染速度。给出了一套实体在球面上的空间变换体系，使得模型的空间位置容易被确定和修改。设计了模型的LOD控制方案。　　
4.设计了系统的体系结构和工作流程，在此基础上开发出了一个原型系统。