基于四叉樹索引的深度圖像可視化研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,獲取空間信息的手段日新月異,先后出現(xiàn)了許多高新的測量儀器,如三維激光掃描儀等。由于三維激光掃描具有掃描速度快、精度高、主動性強(qiáng)、獲取信息豐富等特點,三維激光掃描技術(shù)在我國已經(jīng)應(yīng)用到了很多領(lǐng)域,如古建筑文物保護(hù)、虛擬現(xiàn)實表達(dá)、變形監(jiān)測等,成為繼GPS以來最有發(fā)展?jié)摿Φ臏y量技術(shù)之一。
　　 然而在三維激光掃描儀硬件設(shè)備高速發(fā)展的同時,相應(yīng)的處理軟件還存在著許多問題。例如,在面對獲取的海量數(shù)據(jù)時,軟件的瀏覽查詢

2、等功能操作很慢,有時甚至?xí)霈F(xiàn)停滯的現(xiàn)象,極大地影響了數(shù)據(jù)后處理的效率及用戶欣賞場景模型時的連貫性。因此,如何實現(xiàn)三維激光掃描數(shù)據(jù)快速瀏覽和顯示成為迫切需要解決的問題。針對上述情況,本文研究利用四叉樹對深度圖像建立索引,通過對深度圖像數(shù)據(jù)的劃分,采樣建立具有多分辨率層次結(jié)構(gòu)的深度圖像,在此基礎(chǔ)上應(yīng)用數(shù)據(jù)裁剪、Level of Detail(簡稱LOD)、內(nèi)外存調(diào)用策略等關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)了深度圖像快速可視化的實驗原型系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容如下:

3、(1)主要研究了深度圖像的概念、分類和獲取方式,對三維激光掃描技術(shù)原理進(jìn)行了簡單介紹,闡述了點云與深度圖像的聯(lián)系與區(qū)別。實現(xiàn)了由點云到基于點基準(zhǔn)的深度圖像轉(zhuǎn)換,并且定義了一種基于測站中心點的深度圖像的格式。
　　 (2)提出利用四叉樹對深度圖像進(jìn)行劃分并建立索引的思想,并總結(jié)出一套劃分時的規(guī)則要求。
　　 (3)對現(xiàn)階段深度圖像幾種采樣方法進(jìn)行了總結(jié)和分析,借鑒均勻采樣法的思想,實現(xiàn)了對深度圖像的采樣,實驗證明可以滿足

4、本文多分辨率深度圖像快速可視化的需要。
　　 (4)結(jié)合LOD技術(shù)、數(shù)據(jù)裁剪技術(shù)、內(nèi)外存調(diào)用策略等相關(guān)方面的研究,采用四叉樹索引和多尺度技術(shù),實現(xiàn)了深度圖像的LOD模型漸進(jìn)繪制,即在視點和數(shù)據(jù)較遠(yuǎn)的情況下,調(diào)用較粗糙的模型,反之,調(diào)用較為精細(xì)的模型。
　　 (5)在理論研究的基礎(chǔ)上,以Visual Studio2005(VC++)作為開發(fā)平臺,結(jié)合OpenGL三維圖形庫進(jìn)行設(shè)計,并利用Leica HDS Scanstat