地形数据三维可视化与压缩

摘要

本文对地形三维可视化的研究从两方面展开，分别为地表地形的三维可视化和地下三维可视化。在地表地形可视化方面，研究了大范围地形数据的三维可视化和基于虚拟现实技术的高分辨率城市景观的实时浏览与漫游。在地下三维可视化方面，对体视化过程中的切片级重建问题和体视见方法进行了探讨，并实现了一个地下地质结构的三维展示系统。 在地形数据的压缩方面，针对地形图像纹理丰富的特点，给出了一种基于小波包变换的优化SPIHT地形图像压缩算法。根据图像的频带特征对图像的高、中频带作进一步的小波包变换以保留高、中频信息。对图像小波包系数采用分层树集合划分(SPIHT)算法进行量化编码，同时针对SPIHT算法中的“连0问题”进行了优化。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1地形数据三维可视化国内外研究现状

1.2本文所做的主要工作

1.3章节安排

2大范围地形与城市场景的可视化

2.1三维Web-GIS系统架构分析

2.2三维地形的构建

2.2.1三维地形数据结构

2.2.2三维地形数据源的获取及分块构建

2.2.3地形分割及裂缝问题的解决

2.3地形上精细分辨率城市场景的创建

2.3.1场景景物的分类

2.3.2不同景物的建模与优化

2.4地上场景与地形的叠加

2.5场景自动浏览的实现

3地下环境探测数据三维可视化的研究

3.1地下环境三维可视化的基本原理与流程

3.2三维重建中的插值算法

3.2.1区域化变量

3.2.2变异函数

3.2.3克里格插值算法

3.3三维数据体绘制方法

3.4体数据任意切面显示算法

3.5地下环境三维可视化的实现

3.5.1原始数据预处理

3.5.2经纬度及深度坐标转换

3.5.3等深度平面插值

3.5.4三维数据体的任意切割

4小波包变换及压缩编码基础

4.1小波变换及多分辨率分析

4.1.1小波变换的定义

4.1.2多分辨率分析

4.2小波包变换及最优小波包基

4.2.1小波包变换

4.2.2最优小波包基的选择

4.3小波包变换系数的编码

4.3.1嵌入式编码

4.3.2零树编码思想

4.3.3 SPIHT编解码方法

5基于小波包变换的地形图像压缩

5.1地形图像小波包变换

5.1.1小波基的选取

5.1.2图像边界延拓

5.1.3系数与像素位置对应

5.1.4“父子冲突”问题的解决

5.2 SPIHT算法及其优化

5.2.1 SPIHT算法存在的问题及分析

5.2.2 SPIHT算法优化

5.3实验结果

5.3.1小波基的选取

5.3.2图像SPIHT及其优化算法压缩

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢