嵌入式地形可视化技术在警务系统中的研究与应用

论文摘要

随着移动设备的普及,嵌入式平台的开发显得非常重要。如何在嵌入式平台上实现地形的可视化是一个比较新颖的课题,本文根据应用需求,对嵌入式可视化技术在警务系统中的应用进行了研究。文章阐述了警务系统地形可视化的研究背景及开发意义,分析了地形数据的特征、地形可视化以及嵌入式系统的理论基础。在上述理论基础上,给出了一个警务系统地形可视化的总体设计方案,包括系统的总体组成框架、设计流程、功能模块等等。功能模块包括数据输入模块、数据预处理模块、地形建模及简化模块、地形调度模块、地形显示模块等。在地形建模模块中,分析了地形建模的方法和地形简化算法,提出一种基于视点相关的多分辨率地形分块简化算法,该算法基于多分辨率格网的思想,考虑视点的因素,通过减少采样点数目,建立多层次细节模型等措施,使地形简化易于实现。在地形数据调度模块中,利用地形分块技术,把地形调入警务系统的终端。在此基础上,提出了一种基于场景预可见区的调度方法。最后,综合前面的理论研究成果,在地形显示模块中,用软件实现警务系统的地形可视化。利用Visual Studio 2005的嵌入式开发平台和嵌入式开发工具OpenGL ES,模拟地形显示,实现了警务系统中地形的建模以及动态显示,同时通过地形的纹理渲染、地形雾化和地形漫游增强了地形的真实感。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容与文章的组织结构
• 第二章 相关理论及技术
• 2.1 地形数据的预处理
• 2.1.1 DEM和 DTM
• 2.1.2 地形数据的获取及转换
• 2.1.3 错误数据的剔除
• 2.2 地形可视化技术
• 2.2.1 地形可视化分类
• 2.2.2 地形可视化流程
• 2.3 嵌入式系统
• 2.3.1 嵌入式系统概述
• 2.3.2 嵌入式系统的软硬件
• 2.4 OpenGL ES简介
• 2.4.1 OpenGL ES对图像的变换
• 2.4.2 OpenGL ES的处理流程
• 2.5 本章小结
• 第三章 警务系统地形可视化的总体设计
• 3.1 系统的需求及设计目标
• 3.2 警务系统地形可视化的设计
• 3.2.1 警务系统地形可视化的总体设计
• 3.2.2 警务系统地形可视化的总体流程
• 3.2.3 警务系统地形可视化子模块的设计
• 3.3 警务系统地形可视化的开发
• 3.3.1 开发环境及工具
• 3.3.2 Visual Studio 2005下 OpenGL ES开发与调试
• 3.4 本章小结
• 第四章 警务系统中地形建模及简化
• 4.1 数字地形模型的结构
• 4.1.1 规则格网地形建模
• 4.1.2 不规则三角网地形建模
• 4.1.3 混合结构的地形建模
• 4.2 数字高程模型的建立
• 4.2.1 DEM数据
• 4.2.2 DEM数据的采集
• 4.2.3 DEM的生成
• 4.3 地形模型的简化
• 4.3.1 地形简化算法的研究
• 4.3.2 LOD技术简介
• 4.3.3 LOD技术的发展
• 4.3.4 LOD模型选择
• 4.4 典型的LOD简化算法
• 4.4.1 渐进网格简化算法
• 4.4.2 实时优化自适应网格算法
• 4.5 基于视点相关的多分辨率地形分块简化算法
• 4.6 本章小结
• 第五章 警务系统中地形数据的调度策略
• 5.1 地形数据的分块存储
• 5.1.1 警务系统中地形数据分块目标
• 5.1.2 DEM分块算法的步骤
• 5.2 地形数据的调度策略
• 5.2.1 地形调度的原理
• 5.2.2 可见区裁剪
• 5.3 地形数据的调度方法
• 5.4 本章小结
• 第六章 警务系统中地形显示模块的设计与实现
• 6.1 警务系统地形显示的方法
• 6.1.1 模型变换
• 6.1.2 视图变换
• 6.1.3 投影变换
• 6.1.4 视区变换
• 6.2 警务系统地形可视化的软件实现
• 6.2.1 读取 DEM数据
• 6.2.2 网格模型的生成及显示
• 6.2.3 真实感地形的纹理渲染
• 6.2.4 地形雾化的实现
• 6.2.5 三维漫游的实现
• 6.3 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢