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基于LOD的地表特征物与地形的融合绘制的开题报告
摘要
本文提出基于LOD的地表特征物与地形的融合绘制方法，旨在解决传统三维地图在表达地表特征物和地形时存在的问题，如明显的分割和不自然的交错等。本文采用渐进式LOD生成方法，将地形和地表特征物分开采样和绘制，同时使用法向贴图和纹理映射技术实现细节表达和逼真感，最终实现了地表特征物和地形的自然融合。实验结果表明，本文提出的方法能够有效地提高地图的真实感和可视化效果。
关键词：地表特征物；地形；渐进式LOD；法向贴图；纹理映射
Abstract
ThispaperproposesamethodtointegratethesurfacefeatureobjectsandterrainusingLODin3Dmap.Traditional3Dmapshavetheproblemofobvioussegmentationandunnaturalinterlacingwhenexpressingsurfacefeatureobjectsandterrain.ThispaperadoptstheprogressiveLODgenerationmethodtoseparatelysampleanddrawtheterrainandsurfacefeatureobjects,andusesnormalmappingandtexturemappingtechnologytoachievedetailexpressionandrealism,andultimatelyachievethenaturalfusionofsurfacefeatureobjectsandterrain.Experimentalresultsshowthattheproposedmethodcaneffectivelyimprovetherealismandvisualizationeffectofthemap.
Keywords:surfacefeatureobjects;terrain;progressiveLOD;normalmapping;texturemapping
1.引言
随着数字地球等新兴技术的不断发展和应用，3D地图的应用越来越广泛。然而，传统的3D地图在表达地表特征物和地形时存在很多问题，如明显的分割和不自然的交错等。
地表特征物一般包括建筑物、植被、水系、道路等。传统的地图采用贴图的方式来表现这些特征，但是这种方法不能很好地表现建筑物等特征的逼真感。而采用3D模型来表达建筑物等特征则需要消耗大量的计算和存储资源，导致地图性能下降。
地形是地球表面的高程特征，一般采用高程网格来表达。传统的地图采用的LOD(LevelOfDetail)技术常常将地形分成多个层次，同级别的地形网格大小一致，这样会导致地图表现出块状或者马赛克的感觉。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于LOD的地表特征物与地形的融合绘制方法。本文采用渐进式LOD生成方法来分开采样和绘制地形和地表特征物，并采用法向贴图和纹理映射等技术来实现细节表达和逼真感，最终实现了地表特征物和地形的自然融合。
2.方法
本文采用渐进式LOD生成法来分开采样和绘制地形和地表特征物。
渐进式LOD生成方法是一种分阶段生成高精度模型的方法。首先生成基于粗略描述的简单低精度模型，之后逐步增加细节，逐渐逼近原始的高精度模型。本文将其应用于地形和地表特征物的绘制过程中。
地形的生成
地形包括高程网格、法线贴图和纹理映射。采用渐进式LOD生成法来分阶段生成各级别的高程网格，通过插值算法得到中间级别的高程网格，从而使浮点数的使用量大大降低。法线贴图一般会在最后一级网格中绘制，用于模拟地面的粗糙表面，提高视觉上的真实感和逼真度。纹理映射是将地图纹理贴到地形表面上，使之具有地球表面的真实感。
地表特征物的生成
地表特征物包括建筑物、道路、植被、水系等特征物。采用渐进式LOD生成法来分阶段生成地表特征物的模型，以提高模型的细节和真实感。同时，采用法向贴图来模拟细节，提高真实度和可视化效果。通过将法向贴图和纹理贴图相结合，实现地表特征物与地形的自然融合。
3.实验
本文在Unity3D游戏引擎上进行实验。采用高程网格、法向贴图和纹理映射等技术绘制了地形，采用3D模型和法向贴图等技术绘制了地表特征物。实验结果表明，本文提出的方法能够有效地提高地图的真实感和可视化效果。
4.结论
本文提出了一种基于LOD的地表特征物与地形的融合绘制方法，通过采用渐进式LOD生成法来分开采样和绘制地形和地表特征物并采用法向贴图和纹理映射等技术来实现细节表达和逼真感，最终实现了地表特征物和地形的自然融合。实验结果表明，本文提出的方法能够有效地提高地图的真实感和可视化效果。