RS-Globe的DEM数据处理与Delaunay三角网生成算法研究

摘要

数字地球是一项跨越多学科的理论和系统工程。随着美国前副总统戈尔于1998年提出数字地球的概念以来，引起了各国的重视。我国已将其作为一个整体性、导向性的战略目标。RS-Globe系统是基于国家航天局航天遥感论证中心国防科技工业民用专项科研技术项目，目的是通过对数字地球关键技术的研究，构建一个用于显示我国资源卫星、MODIS以及其他卫星提供的图像的数字地球。而系统的关键问题就是如何有效的组织这样庞大的空间数据、以及如何提高地形的绘制速度，使其可以达到无缝漫游的效果。针对以上问题，本文对DEM数据处理技术与Delaunay三角网的生成算法进行了研究。主要内容如下： ⑴由于DEM数据量的庞大，不可能一次性的将所有数据装入系统内存，本文在分析了目前地形简化模型的基础上，设计了DEM数据的处理流程：首先构建金字塔模型，并对数据的分层、分块方法进行了分析；然后根据所构建的金字塔模型设计了DEM数据的处理方法，即文件的分割、拼接、区块选取方法，用于将DEM数据按所设计模型来划分；最后对处理后的文件建立四叉树索引，并设计索引层、行、列号所组成的索引编号。这样便有效的解决了数据不能一次性装入的问题。 ⑵由于地形复杂，而计算机的处理能力有限，无法达到一个快速显示的效果，本文基于对Delaunay三角网生成算法的研究，在目前较为优秀的合成算法的基础上进行改进：首先改进了凸壳的生成算法，通过利用坐标的最大(小)值所构成的四个点来构建凸壳，达到简化凸壳的生成过程的效果；其次改进了三角形快速定位算法，利用向量间的位置关系来判断点与三角形的位置关系。实验证明，改进后的算法不仅继承原算法兼顾空间和时间的性能，且执行效率有明显提高，有效的缓解了计算机处理能力无法满足复杂的地形表示之间的矛盾。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容

第2章RS-Globe系统相关技术

2.1数字高程模型

2.2 LOD模型

2.3四叉树模型

2.4空间数据内插算法

第3章DEM数据处理

3.1 DEM数据文件

3.2 DEM数据的组织与处理

3.2.1构建LOD模型

3.2.2 DEM数据分割与拼接

3.2.3建立索引

3.3本章小结

第4章 Delaunay三角网生成算法的研究与改进

4.1 Delaunay三角网生成算法

4.2改进的Delaunay三角网生成算法

4.2.1合成算法

4.2.2改进的Delaunay三角网生成算法

4.3实验结果分析

4.4本章小结

第五章应用实例——国家航天局航天遥感论证中心RS-Globe系统

5.1项目背景

5.2系统设计

5.3系统功能设计

5.3系统实现

5.3.1系统DEM数据处理

5.3.2系统地形绘制

5.3.3系统运行效果

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果