一种基于局部曲率熵和四叉树结构的三维地形曲面优化方法

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• 论文作者：陈麒玉 ; 刘刚 ; 蒋亚男 ; 陶坤燏
• 年：2016
• 作者机构：中国地质大学(武汉)计算机学院;中国地质大学(武汉)智能地学信息处理湖北省重点实验室;
• 论文关键词：三维地形建模 ; 曲面简化 ; 四叉树 ; 局部曲率熵 ; 裂缝消除
• 会议召开时间：2016-10-21
• 会议录名称：第十五届全国数学地质与地学信息学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Proceedings of the 15th National Workshop on Mathematical Geosciences and Geoinformatics
• 语种：中文
• 分类号：P628
• 学会代码：ZSYD
• 会议名称：第十五届全国数学地质与地学信息学术研讨会
• 会议地点：中国湖南长沙
• 主办单位：中国地质学会数学地质与地学信息专业委员会、中南大学、湖南省国土资源厅、湖南省地质学会
• 学会名称：中国地质学会数学地质与地学信息专业委员会
• 页数：2
• 文件大小：1106k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

地形三维可视化建模及实时表达技术是地理信息科技领域的核心技术之一,也是三维地理信息系统建设的关键和基础技术之一。如何在散乱数据源的基础上,实现地形曲面的快速构建、高效简化和实时可视化,是地形三维可视化建模领域的热点和难点问题。为了解决现有技术的不足,本文提出了一种基于局部曲率熵和四叉树结构的三维地形曲面优化方法。该方法以散乱的、带有地表高程属性的点云为数据源,用IDW法进行细分网格节点的高程属性计算,以局部曲率熵作为网格细分的测度依据,进行四叉树的构建;充分利用四叉树结构快速遍历的优势,通过判断树上父子节点之间的关系来更新树结构,实现相邻不同细节层次网格之间裂缝的消除。通过该方法的应用实践及其与现有方法的对比分析,其优点和积极意义可概括为如下三个方面:(1)该方法以散乱地形点云数据为基础,通过IDW插值算法,实现了基于四叉树结构的规则格网LOD多细节层次模型的构建,为地形模型的动态、多尺度调度和实时可视化表达提供了保障。(2)本文方法用局部曲率熵作为网格简化及四叉树节点是否继续往下延伸的判断依据,既能保证简化程度,又可以尽可能地保留地形的细节特征,降低了以曲率作为测度的敏感性,使得生成的地形曲面在不同细节层次之间过渡时具有较好的有连续性和稳定性。(3)该方法充分利用四叉树结构快速遍历的优势,通过判断树上父、子结点之间的关系来更新树结构,实现裂缝的消除,在算法效率上得到保障,而且其实质是让细节层次更高的结点去更新粗层次的网格,保证了裂缝消除结果的合理性与准确性。

引文