三維虛擬地球技術是構(gòu)建"數(shù)字地球"的關鍵技術，涉及對全球源、多尺度和多時相空間信息的高效組織、管理與可視化技術。本書主要闡述了構(gòu)建三維虛擬地球的關鍵技術，主要包括構(gòu)建全球離散網(wǎng)格模型；柵格空間數(shù)據(jù)組織與分析、三維模型數(shù)據(jù)的注冊、簡化、漸進可視化方法；矢量空間數(shù)據(jù)模型，可視化與空間分析方法；移動空間對象和氣象場信息的組織、管理與可視化方法。*后討論了基于上述方法開發(fā)的三維虛擬地球軟件平臺GeoGlobe及其在多源空間信息集成共享中的應用實踐。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究與應用進展 1
1.2.1 全球離散格網(wǎng) 2
1.2.2 多源空間數(shù)據(jù)組織、管理與分析 4
1.2.3 基于虛擬地球的多源異構(gòu)空間信息集成應用 5
1.2.4 三維虛擬地球軟件平臺及應用 6
1.3 本書內(nèi)容組織 6
1.4 本章小結(jié) 7
參考文獻 7
第2章 面向極地的全球離散格網(wǎng) 10
2.1 引言 10
2.2 球面剖分方法 10
2.2.1 第一個分界緯線圈的確定 10
2.2.2 球面細分規(guī)則 12
2.3 編碼解碼機制 13
2.3.1 編碼機制 14
2.3.2 解碼機制 15
2.4 格網(wǎng)間的關系 15
2.4.1 父子關系 15
2.4.2 鄰接關系 17
2.5 格網(wǎng)性能測試 19
2.5.1 格網(wǎng)幾何變形分析 19
2.5.2 編碼解碼效率 23
2.5.3 鄰近檢索效率 23
2.5.4 影像數(shù)據(jù)組織水平分析 23
2.6 數(shù)據(jù)集可視化 28
2.7 本章小結(jié) 29
參考文獻 30
第3章 多源信息組織與可視化關鍵技術 31
3.1 引言 31
3.2 移動對象的時空數(shù)據(jù)組織方法 31
3.2.1 虛擬地球中移動對象的時空數(shù)據(jù)組織方法 32
3.2.2 基于HR樹擴展的時空索引方法 33
3.2.3 實驗 35
3.2.4 小結(jié) 38
3.3 基于GPU的三維模型可視化方法 38
3.3.1 面向GPU繪制的三維模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 38
3.3.2 三維模型紋理烘焙方法 39
3.3.3 三維模型多尺度可視化方法 41
3.3.4 實驗 42
3.3.5 小結(jié) 44
3.4 矢量數(shù)據(jù)壓縮與可視化方法 44
3.4.1 面向虛擬地球的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 45
3.4.2 多尺度矢量數(shù)據(jù)的分塊構(gòu)建與數(shù)據(jù)組織方法 46
3.4.3 面向可視化的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法 48
3.4.4 實驗與分析 49
3.4.5 小結(jié) 52
3.5 面向虛擬地球的三維氣象場可視化方法 52
3.5.1 基于體元對象的數(shù)據(jù)模型 53
3.5.2 面向三維場的多尺度動態(tài)可視化方法 55
3.5.3 實驗 58
3.5.4 小結(jié) 60
參考文獻 60
第4章 面向虛擬地球的分析方法 63
4.1 引言 63
4.2 三維虛擬地球中通視分析 63
4.2.1 通視分析方法概述 64
4.2.2 球面基準下多尺度的通視分析方法 66
4.2.3 虛擬地球中實時通視分析 70
4.2.4 實驗與討論 73
4.3 三維虛擬地球中有源洪水淹沒分析算法 74
4.3.1 全球地形數(shù)據(jù)組織方法 75
4.3.2 大范圍有源洪水淹沒分析算法 76
4.3.3 實驗 79
4.3.4 小結(jié) 80
參考文獻 80
第5章 三維虛擬地球軟件平臺 82
5.1 引言 82
5.2 面向桌面版的三維虛擬地球軟件平臺 82
5.2.1 規(guī)范化處理子系統(tǒng) 82
5.2.2 建庫與管理子系統(tǒng) 84
5.2.3 分布式服務子系統(tǒng) 84
5.2.4 球面三維可視化子系統(tǒng) 84
5.2.5 空間信息服務注冊中心 85
5.2.6 桌面版三維虛擬地球軟件平臺效果圖 85
5.3 面向移動終端的三維虛擬地球平臺 88
5.3.1 面向移動終端的三維虛擬地球人機交互技術 91
5.3.2 面向移動終端的三維虛擬地球軟件平臺設計 97
5.3.3 面向移動終端的三維虛擬地球軟件平臺 102
5.4 本章小結(jié) 123
參考文獻 123
第6章 三維虛擬地球技術的應用與實踐 124
6.1 引言 124
6.2 基于虛擬地球的多源空間信息集成共享方法 124
6.2.1 網(wǎng)絡地理信息集成共享服務系統(tǒng)架構(gòu) 124
6.2.2 異構(gòu)三維虛擬地球數(shù)據(jù)集成方法 126
6.2.3 多級節(jié)點服務聚合的地理信息集成共享方法 131
6.2.4 網(wǎng)絡地理信息集成共享服務應用實例：“天地圖” 136
6.2.5 小結(jié) 139
6.3 移動三維虛擬地球平臺在電力行業(yè)應用 139
6.3.1 電力線路模型的數(shù)據(jù)組織 139
6.3.2 電力設備渲染相關算法 141
6.3.3 帶弧垂導線內(nèi)插算法 144
6.3.4 電力線三維模型可視化技術 145
6.3.5 Android平臺的電力三維GIS實驗系統(tǒng) 147
6.4 面向虛擬地球的海面動態(tài)可視化優(yōu)化方法 159
6.4.1 面向GPU的全球多尺度海面網(wǎng)格模型 160
6.4.2 風場驅(qū)動下的海浪動態(tài)繪制方法 162
6.4.3 基于GPU的海面格網(wǎng)縫隙修補方法 164
6.4.4 實驗 166
6.5 本章小結(jié) 169
參考文獻 170
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