1、三維地形可視化技術作為三維地理信息系統(tǒng)(3D GIS)的重要研究方向之一，受到人們的廣泛關注。傳統(tǒng)大規(guī)模地形可視化系統(tǒng)通常采用規(guī)則格網(wǎng)(GRID)結構的數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model)為數(shù)據(jù)基礎表達三維地形，其數(shù)據(jù)結構簡單但表達精度受地形特征影響較大，表達結果具有削峰填谷的“平滑”特征。而不規(guī)則格網(wǎng)模型（Triangulated Irregular Networks）可以保留地形特征，彌補規(guī)則格網(wǎng)的不足。由

2、于大范圍三維地形數(shù)據(jù)量龐大以及計算機硬件性能的制約，三維可視化時較難將地形數(shù)據(jù)一次性載入內(nèi)存并參與渲染。與此同時，隨著高性能計算軟硬件的發(fā)展，并行計算技術為大范圍地形可視化提供了新的軟硬件技術基礎。
　　基于以上背景，本文對于大范圍的、具有高精度要求的地形三維可視化，采用嵌入矢量特征數(shù)據(jù)的不規(guī)則格網(wǎng)數(shù)據(jù)結構與規(guī)則格網(wǎng)結構相結合進行表達。以具有多核CPU與高性能計算GPU的計算機為實現(xiàn)平臺，從大規(guī)?；旌系匦螖?shù)據(jù)的實時動態(tài)簡化算法、地

3、形的并行渲染方法以及混合地形場景的組織調(diào)度方法等方面出發(fā)進行了探討與研究。
　　研究內(nèi)容和主要成果包括以下幾個方面:
　　1)GRID/TIN混合地形數(shù)據(jù)連續(xù)動態(tài)簡化算法
　　研究了基于GRID/TIN混合結構地形的視點相關地形動態(tài)簡化算法。以一定誤差閾值為約束，采用視點依賴算法對混合地形格網(wǎng)進行實時簡化，通過降低地形場景復雜度提高渲染效率。
　　(1)混合地形的并行可視化方法
　　研究了針對矢量與柵格融合

4、后的GRID/TIN混合結構表達的地形的并行可視化方法。利用多核CPU與高性能GPU并行計算加速特性各自的優(yōu)點，將渲染過程中部分計算過程并行化，從而降低在計算時間上的消耗，進一步提升繪制速率。
　　(2)混合地形數(shù)據(jù)組織與調(diào)度
　　針對混合地形中GRID與TIN瓦片結構特點，設計了混合地形數(shù)據(jù)的內(nèi)外存組織方法，以及基于多級緩沖的多線程分塊數(shù)據(jù)預取調(diào)度機制。
　　結合研究內(nèi)容，本文采用一種基于混合地形數(shù)據(jù)的并行可視化方法

5、。該方法將分塊地形數(shù)據(jù)以文件形式存儲在外存，以基于多級緩沖的多線程調(diào)度技術進行數(shù)據(jù)讀取。在地形渲染中，結合多核CPU對混合地形采用基于ROAM(Real-time Optimal Adaptation Mesh)和PM(Progressive Mesh)改進的并行簡化算法進行地形實時簡化，同時運用視錐體剪裁技術以及基于GPU通用計算的光照算法進一步提升可視化效率。并采用嵌入公路特征線的廬山5米分辨率混合DEM數(shù)據(jù)進行了實驗。通過對實驗結