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基于GPU的海量离散点高程并行插值算法*

2021-05-11王智广张腾畅吴相锦强1

计算机工程与科学 2021年4期

王智广,张腾畅,吴相锦,鲁 强1,

(1.中国石油大学(北京)石油数据挖掘北京市重点实验室,北京 102249;2.中国石油大学(北京)计算机科学与技术系,北京 102249;3.北京中油瑞飞信息技术有限责任公司,北京 102206)

1 引言

在遥感测绘技术快速发展的背景下,测绘获得的地形数据规模也随之增大。实际工程有对三维地表上实时渲染海量离散点并支持对其进行基本编辑交互操作的迫切需求。因此,对地表数据进行空间分析具有必要性[1]。三维地表上海量离散点对渲染速率、渲染品质和实时交互具有较高的要求,因此通常采用插值算法实时获取离散点所在地表处的实际高程值,并赋值给该点进行显示[2]。在目前国内外的研究中,对海量离散点的三维实时渲染存在如下2方面的缺陷:

(1) 地表网格实时改变使得渲染速率偏低。已有研究使用CPU实现相应的高程插值算法[3]获取地表某处实际高程,并将其赋给位于该处的地标物,使之嵌入到三维地表网格中[4],同时由于三维地表是基于细节层次模型LOD(Levels of Detail)结构,其网格结构会实时发生改变,为保证渲染精度需动态执行插值算法[5],因此当待渲染数据量过大时,整个三维场景的渲染速率大幅降低。

(2) 传统的纹理贴图方式降低了数据渲染品质与空间分析能力[6]。为解决此问题,研究者对矢量数据预处理生成多层纹理对象,并投影到对应层次的三维地表[7]。该方式在某种程度上提高了场景的渲染速率,但使得矢量丧失了立体感,从而降低了渲染品质[8],同时纹理对象的预处理生成导致其无法较好地支持基本编辑交互操作,极大影响了矢量数据的空间分析能力[9]。……

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