●前言
1緒論
1.1研究背景和意義
1.2基於大數據集的高程數據管理策略
1.3多分辨率地形建模方法
1.3.1基於離散高程點的近似模型
1.3.2基於層次的多分辨率模型簡化方法現狀
1.3.3設計目標
1.4多分辨率地形建模關鍵問題
1.4.1多分辨率簡化模型的誤差評價
1.4.2多分辨率模型的空間連續性
1.4.3設計目標
1.5骨架特征提取及地形合成
1.6總結
2基於超量數據集的外存模型
2.1引言
2.2問題分析及外存框架
2.2.1金字塔外存模型
2.2.2多分辨率外存模型框架
2.3基於大數據集的數據組織
2.3.1數據源
2.3.2分塊物理模型
2.4基於特征的多分辨率外存層次結構
2.4.1多分辨率邏輯模型
2.4.2基於傳遞閉包的靜態誤差計算
2.4.3FMRH的構造算法
2.5多分辨率外存模型優化及無縫拼接
2.5.1誤差函數
2.5.2外存索引結構
2.5.3建立外存索引結構算法
2.5.4局部數據撿取
2.5.5實驗效果
2.6本章小結
3基於聚類分析的數據調度策略
3.1引言
3.2基於相近誤差的聚類分析
3.2.1基於相近誤差的聚類定義
3.2.2基於FMRH的聚類算法
3.2.3聚類空間封閉性證明
3.3基於FMRH的聚類層次數據塊索引
3.3.1基於FMRH的Hilbert空間填充曲線策略
3.3.2多分辨率模型Hilbert空間填充曲線生成算法
3.3.3多文件處理
3.3.4基於大數據集的模型更新
3.4基於聚類的多分辨率數據調度
3.4.1目標聚類快速搜索策略
3.4.2數據預取及增量調度策略
3.5實驗結果及分析
3.6本章小結
4基於DPSO特征選擇的地形模型簡化方法
4.1引言
4.2隱式層次結構
4.2.1隱式層次結構的定義
4.2.2CHS的層次計算方法
4.2.3CHS的父子節點快速索引方法
4.3簡化模型的誤差評價函數
4.3.1簡化域與鄰接關繫
4.3.2法向矢量相似度計算方法
4.3.3簡化模型發散度函數
4.4TMS—DPSO算法
4.4.1TMS—DPSO算法基礎
4.4.2基於簡化模型的粒子定義
4.4.3基於簡化模型的粒子評價策略
4.4.4速度軌跡與狀態更新
4.4.5TMS—DPSO算法描述
4.4.6TMS—DPSO算法收斂性分析與驗證
4.5實驗結果與分析
4.5.1發散度函數有效性驗證
4.5.2TMS—DPSO算法的性能分析
4.6本章小結
5地形簡化模型多誤差閾值的自適應確定
5.1引言
5.2特征點選擇
5.2.1基於CHS的頂點集
5.2.2特征點與特征域的定義
5.2.3特征點選擇算法
5.3基於頂點粒度計算的二分閡值簡化方法
5.3.1基於頂點粒度的二分閾值劃分
5.3.2二分閡值模型簡化算法
5.3.3算法驗證
5.4基於特征域匹配度的多閡值簡化方法
5.4.1相似特征域合並
5.4.2特征域匹配度簡化算法
5.4.3算法驗證
5.5基於區域分割的多閾值簡化方法
5.5.1基於起伏度的區域分割
5.5.2自適應區域分割多閡值簡化算法
5.5.3自適應區域分割多閡值簡化方法實驗結果與分析
5.6本章小結
6多分辨率地形無縫模型及多紋理合成
6.1引言
6.2基於多分辨率的無縫地形簡化模型
6.2.1多分辨率無縫模型框架
6.2.2基於特征的裂縫判定方法
6.2.3基於特征的裂縫修補算法
6.2.4算法實驗結果與比較
6.3多分辨率紋理外存模型
6.3.1多分辨率紋理算法基礎
6.3.2基於FMRH的多分辨率紋理模型
6.4多紋理合成方法
6.4.1紋理合成整體思路
6.4.2候選點選擇
6.4.3特征提取及紋理模板生成
6.4.4基於模板的紋理合成及實驗結果
6.5本章小結
7地形骨架特征提取方法
7.1引言
7.2相關工作
7.3候選特征點識別與特征多邊形連接
7.3.1剖面識別
7.3.2特征多邊形連接
7.4形態學特征選擇算法
7.4.1特征域填充
7.4.2特征域細化
7.5矢量化特征模型
7.5.1矢量坐標定位及矢量線段生成
7.5.2矢量檢測優化
7.5.3剪枝與環路處理
7.6MEPPA實驗結果與分析
7.6.1骨架特征線形態對比分析
7.6.2骨架特征線提取效果
7.6.3實驗結果對比分析
7.7M—PPA優化算法
7.7.1改進的剖面識別算法
7.7.2形態簡化
7.7.3連接特征點
7.7.4環路處理
7.7.5減枝處理
7.8M—PPA實驗效果與分析
7.8.1效率對比
7.8.2準確度分析與對比
7.8.3算法穩定性對比
7.9本章小結
8可變地形及合成建模方法
8.1引言
8.2基於空間插值法的地形形變方法
8.2.1薄板樣條函數插值法
8.2.2反距離權重法
8.2.3兩種形變方法比較
8.3移動最小二乘法
8.4地形形變方法的應用
8.4.1河道地形空間插值研究
8.4.2山峰高度插值研究
8.5物理彈坑模型建模方法
8.5.1彈坑模型相關工作
8.5.2多分辨率網格表示及形變區域擴展算法
8.5.3物理彈坑模型建模
8.5.4構建彈坑模型物理屬性表示方法
8.5.5實驗驗證
8.6基於河流水文學過程性地形建模方法
8.6.1合成建模技術相關工作
8.6.2基於河流水文學的河網構建
8.6.3山脊的構造
8.6.4地形塊的嵌入以及變形處理
8.6.5實驗結果
8.7本章小結
參考文獻
彩色圖版

本專著針對地形模型跨學科的應用特點，結合骨架特征分析與三維可視化建模理論，提出基於大數據集的可變地形多尺度建模方法，並描述了實時交互可視化技術。解決三維地形可視化建模過程中面臨的兩大難題：其一缺乏與可視化算法相結合的支持動態形變的復雜地勢表示方法；其二地形模型所包含的海量數據超出計算機直接處理能力而導致的簡化模型可信度差，而高精度模型又缺乏全局性。本專著給出了建立自適應、自組織外存數據模型的策略，提出了在全局範圍內進行特征選擇的地形骨架特征提取方法，同時引入群智能優化思想求解地形的多尺度簡化模型，滿足模型精度和建模效率雙重需求。最後，提出有專家經驗指導的動態地形重構及合成建模方法及相關問題的解決方案。