1、數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)，是一個用數(shù)值矩陣表示地面高程的實體地面模型，是重要的地形數(shù)據(jù)之一。
　　現(xiàn)有DEM數(shù)據(jù)組織方法大多是建立DEM金字塔，將DEM金字塔分層分塊，基于文件或者關(guān)系表以塊為單位按層存儲。金字塔每增加一層，數(shù)據(jù)塊數(shù)量急劇增加，數(shù)據(jù)訪問效率急劇降低。金字塔層級較高時難以滿足大規(guī)模地形實時漫游的要求。較高的數(shù)據(jù)調(diào)度效率可以提高大規(guī)模地形實時漫游的速度。在地形漫游過程中，每

2、次需求的數(shù)據(jù)在空間中都是鄰近的。如果空間中鄰近的數(shù)據(jù)塊在數(shù)據(jù)庫中的存儲位置也是鄰近的，就可以大大提高數(shù)據(jù)的訪問效率。因此，數(shù)據(jù)塊在數(shù)據(jù)庫中的存儲位置要保持空間中的鄰近關(guān)系。面對大規(guī)模地形場景漫游，數(shù)據(jù)預(yù)取也是提高漫游速度的有效手段之一?，F(xiàn)有針對DEM數(shù)據(jù)的預(yù)取方法主要是根據(jù)視點(diǎn)移動的速度和方向預(yù)測下一時刻視點(diǎn)的位置。視點(diǎn)沒有速度和方向時，不能進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取，因此難以滿足用戶自由操作時的數(shù)據(jù)預(yù)取要求。
　　本文針對DEM金字塔存儲模型

3、、DEM金字塔編碼方法和DEM數(shù)據(jù)預(yù)取方法展開了研究。
　　本文主要的研究內(nèi)容和研究成果如下:
　　(1)提出了一種基于嵌套文檔結(jié)構(gòu)的金字塔整體存儲模型。本文將金字塔模型分解為多個小金字塔，利用文檔型NoSQL數(shù)據(jù)庫的嵌套文檔結(jié)構(gòu)，將小金字塔存儲在一個數(shù)據(jù)庫文檔中。能夠映射金字塔的層級結(jié)構(gòu)，保存小金字塔內(nèi)部的嵌套關(guān)系。各個小金字塔內(nèi)部數(shù)據(jù)塊在數(shù)據(jù)庫中相互鄰近，提高數(shù)據(jù)訪問效率，有利于實現(xiàn)大規(guī)模地形場景的實時漫游。
　　

4、(2)提出了一種兼顧金字塔層級結(jié)構(gòu)和同層數(shù)據(jù)塊之間鄰近關(guān)系的DEM金字塔編碼方法。本文利用Hilbert曲線對金字塔的每一層進(jìn)行編碼，將Hilbert編碼與數(shù)據(jù)塊的層級編碼組合成為數(shù)據(jù)塊編碼。該編碼能夠保存金字塔層級關(guān)系和金字塔同層數(shù)據(jù)塊之間的空間鄰近關(guān)系，提高數(shù)據(jù)訪問效率，有利于提高地形場景實時漫游時的數(shù)據(jù)調(diào)度速度。
　　(3)提出了一種基于移動方向轉(zhuǎn)移矩陣的數(shù)據(jù)預(yù)取方法。本文首先將漫游場景的移動映射為數(shù)據(jù)塊集合的移動，將數(shù)據(jù)塊

5、集合的移動記錄為一個三維向量。再用一個六階矩陣記錄相鄰兩次移動方向之間的轉(zhuǎn)換情況，將該矩陣作為移動方向的預(yù)測矩陣。基于前一次DEM數(shù)據(jù)塊的移動向量，結(jié)合六階預(yù)測矩陣，預(yù)測下一次移動的方向和距離。然后，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)塊集合的范圍預(yù)取DEM數(shù)據(jù)?？梢詫崿F(xiàn)用戶自由漫游時的數(shù)據(jù)預(yù)取，有利于提高地形場景實時漫游系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
　　(4)原型系統(tǒng)設(shè)計與實驗。本文建立了原型系統(tǒng)，驗證本文提出的DEM金字塔存儲模型、DEM金字塔編碼方法和DEM數(shù)