三維地形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與調(diào)度研究進(jìn)展?

袁松鶴靳海亮李留磊耿文軒

三維地形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與調(diào)度研究進(jìn)展?

袁松鶴靳海亮李留磊耿文軒

（河南理工大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院焦作454000）

地形三維可視化技術(shù)是將能夠在二維平面中進(jìn)行描述的以及無(wú)法在二維平面中顯示的地理空間信息轉(zhuǎn)換到三維環(huán)境中，并通過(guò)一定的規(guī)則將這些信息整合成為三維空間中的一個(gè)實(shí)體，人們可以通過(guò)三維地形可視化技術(shù)對(duì)事物內(nèi)部深層次的關(guān)系和規(guī)律進(jìn)行挖掘，提高研究成果的可靠性。論文將近幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)三維地形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)度方面的研究進(jìn)行了總結(jié)和歸納，對(duì)于今后研究該領(lǐng)域的技術(shù)具有一定的參考價(jià)值。

三維地形；三維可視化；Ogre3D；數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化：GPU

Class NumberP283

1引言

由于地形高程數(shù)據(jù)獲取方式越來(lái)越先進(jìn)，地形數(shù)據(jù)的高程網(wǎng)格精度有了很大的提升，這將為構(gòu)建高精度虛擬數(shù)字場(chǎng)景打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。目前，要求所實(shí)現(xiàn)的三維地形場(chǎng)景的規(guī)模逐漸地變大，從小區(qū)域到城市、國(guó)家乃至全球都在建立仿真系統(tǒng)，因此海量增長(zhǎng)的地形數(shù)據(jù)，這必然導(dǎo)致相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求不能在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)硬件條件上實(shí)現(xiàn)，為了使計(jì)算機(jī)的性能能夠滿足海量地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)地形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)度進(jìn)行了大量的研究。

2海量地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與調(diào)度

Lindstrom提出了隔層四叉樹結(jié)構(gòu)和交叉四叉樹結(jié)構(gòu)［1］，通過(guò)四叉樹的數(shù)據(jù)組織方法對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和繪制，并且利用∏型空間填充曲線法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新排列，從而消除數(shù)據(jù)冗余，通過(guò)基于虛擬內(nèi)存的管理方案，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外存儲(chǔ)空間之間的數(shù)據(jù)調(diào)度。Lindstrom的算法是從所有的數(shù)據(jù)角度出發(fā)，用相對(duì)穩(wěn)健和高效的操作系統(tǒng)來(lái)完成頁(yè)面動(dòng)態(tài)調(diào)度操作。但是需要我們進(jìn)一步研究的關(guān)鍵是，確定一種盡可能減少硬盤動(dòng)態(tài)頁(yè)面調(diào)度的原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案和設(shè)計(jì)一種高效的快速確定硬盤中所需頂點(diǎn)位置的索引算法。

Falby是以觀察者視點(diǎn)的移動(dòng)作為出發(fā)點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行分辨率選取與層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)調(diào)度［2］。因此提出了更為直接的地形動(dòng)態(tài)頁(yè)面調(diào)度系統(tǒng)。Pajarola以基于移動(dòng)窗的方案來(lái)對(duì)地形塊進(jìn)行調(diào)度，通過(guò)觀察視點(diǎn)的移動(dòng)區(qū)域來(lái)對(duì)該區(qū)域的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)了增量式的地形數(shù)據(jù)調(diào)度［3］。但是也存在一些不足：如果視點(diǎn)在水平或者垂直方向上快速漫游或反復(fù)移動(dòng)時(shí)，將會(huì)有“抖動(dòng)”現(xiàn)象出現(xiàn)。如果視點(diǎn)向斜對(duì)角方向移動(dòng)時(shí)，所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊數(shù)將會(huì)增多，這樣會(huì)給服務(wù)器增加負(fù)荷量。唐桂文等［4］首先從金字塔影響、分片分塊的角度出發(fā)，組織三維地形數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一種空間數(shù)據(jù)中間件，并通過(guò)該中間件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，實(shí)現(xiàn)了三維地形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)度。其優(yōu)點(diǎn)是地形渲染速度完全達(dá)到了實(shí)時(shí)性的要求，但三維地形數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)時(shí)間上比基于文件的管理方式要慢些。適用于基于Web應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

溫菊屏等［5］通過(guò)多通道圖形輸出地形漫游系統(tǒng)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，來(lái)研究地形數(shù)據(jù)的分塊存儲(chǔ)以及動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，提出的地形數(shù)據(jù)組織和調(diào)度方案，解決了海量數(shù)據(jù)同計(jì)算機(jī)有限的硬件水平之間的矛盾，從而使三維地形場(chǎng)景的初始化時(shí)間得到了極大縮短，并使大規(guī)模連續(xù)三維地形的顯示更加平滑和連續(xù)。

蔣秉川等［6］基于體素的基本概念以及體素模型所實(shí)現(xiàn)的地形表達(dá)特點(diǎn)，結(jié)合Ogre3D實(shí)現(xiàn)了體素模型的三維地形可視化，為實(shí)現(xiàn)空間過(guò)程模擬建立統(tǒng)一的基于“體”的虛擬地理環(huán)境建立了重要的基礎(chǔ)。其優(yōu)點(diǎn)是能較好地表示空間粒子之間的相互作用關(guān)系，適用于表達(dá)地理空間過(guò)程的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)多尺度地理現(xiàn)象與過(guò)程的模擬、分析與預(yù)測(cè)因此在3DGMS（三維地學(xué)模擬信息系統(tǒng)）中應(yīng)用廣泛。但關(guān)鍵問(wèn)題是底層體素模型的設(shè)計(jì)，以及基于體素的地理空間表達(dá)。吳晨等［7］以傳統(tǒng)多動(dòng)態(tài)地形數(shù)據(jù)采用磁盤存儲(chǔ)而導(dǎo)致的高頻存取的現(xiàn)勢(shì)性數(shù)據(jù)讀取效率過(guò)低的角度出發(fā)，提出了MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)支持下內(nèi)外存儲(chǔ)結(jié)合的多時(shí)態(tài)海量地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的優(yōu)化方法，來(lái)滿足用戶可視化應(yīng)用需求以及調(diào)度方面的要求，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)了MongoDB支持的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)自動(dòng)分片以及索引的優(yōu)化策略，進(jìn)一步保證用戶所需現(xiàn)勢(shì)性數(shù)據(jù)在內(nèi)存中快鎖撲捉。李光輝等［8］從大地形海量數(shù)據(jù)量的角度考慮，提出了地形多分辨率四叉樹模型，對(duì)該模型的定義和構(gòu)成進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，構(gòu)建了模型的具體存儲(chǔ)機(jī)制，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)并行多線程調(diào)度機(jī)制，采用共享內(nèi)存同步策略，進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)處理的高效性和有序性。楊冰等［9］針對(duì)全球地形數(shù)據(jù)提出了一種正八面體球面四元三角的空間剖分方法，來(lái)解決兩極區(qū)域拼接變形問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了全球模型的無(wú)縫拼接。該方法的優(yōu)點(diǎn)采用了一種新穎的經(jīng)緯度編碼方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地形數(shù)據(jù)的快速檢索和調(diào)度，減少了CPU的計(jì)算量。但是仍需對(duì)海量地形數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)算法以及在實(shí)現(xiàn)一定要求的細(xì)節(jié)層次時(shí)精度不夠的問(wèn)題仍需進(jìn)一步研究。

岳利群、夏青等［10］結(jié)合海量地形數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和實(shí)際渲染需求，提出了海量地形數(shù)據(jù)組織管理的五個(gè)影響因素以及五個(gè)因素之間的關(guān)系，這五個(gè)影響因素分別為L(zhǎng)OD級(jí)別、視覺(jué)精度、數(shù)據(jù)索引速度、三維地形分析精度和系統(tǒng)管理便攜性。為了對(duì)地形基礎(chǔ)地形塊的屬性變化對(duì)地形繪制產(chǎn)生的影響進(jìn)行測(cè)試，它們將DEM和紋理均設(shè)置為三種不同的屬性，從研究結(jié)果來(lái)看，五個(gè)因素的重要性不一樣，研究的順序也有先后，但是清楚表現(xiàn)出了數(shù)據(jù)組織管理的關(guān)鍵之處，五個(gè)因素共同提出有利于全面理解海量地形數(shù)據(jù)的組織管理方法，并且體現(xiàn)了各個(gè)要素之間相互交叉、融合和不能孤立存在與發(fā)展的特點(diǎn)。

楊靖宇、張永生等［11］以多用戶全球三維仿真為應(yīng)用背景，研究P2P環(huán)境下海量數(shù)據(jù)的多點(diǎn)并行分發(fā)技術(shù)。通過(guò)依據(jù)地理空間的影像分塊、編碼協(xié)議和Tracker服務(wù)器所維護(hù)的資源擁有節(jié)點(diǎn)四叉樹索引列表，實(shí)現(xiàn)P2P網(wǎng)絡(luò)中的快速資源定位；利用基于數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)、緩沖思想的優(yōu)先下載策略和用戶節(jié)點(diǎn)間的直接數(shù)據(jù)交換，提高數(shù)據(jù)分發(fā)效率。最后，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的多用戶三維地形可視化系統(tǒng)進(jìn)行改造試驗(yàn)，證明該方法的有效性，但由于在多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)存在數(shù)據(jù)副本，可能會(huì)造成用戶對(duì)數(shù)據(jù)的非法獲取與任意篡改，因此需要進(jìn)一步研究數(shù)據(jù)的安全性問(wèn)題。

許文波、李莉等［12］首先利用CTS和Vegaprime軟件開發(fā)了一個(gè)大地形三維仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理之后，利用CTS軟件生成虛擬紋理和地形格網(wǎng)，并進(jìn)行紋理映射。在Vega Prime下引用地形格網(wǎng)和虛擬紋理形成三維的海量大地形場(chǎng)景，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了基于MFC平臺(tái)的功能模塊，可以成為某些特定行業(yè)的三維電子沙盤。解決了在大區(qū)域尺度下海量地形數(shù)據(jù)漫游的難點(diǎn)，為三維仿真系統(tǒng)的研制與應(yīng)用提供了參考價(jià)值。

左志權(quán)、陳媛［13］針對(duì)傳統(tǒng)四叉樹、八叉樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在解決對(duì)于大規(guī)模場(chǎng)景漫游存在的瓶頸問(wèn)題，通過(guò)實(shí)施多級(jí)緩沖機(jī)制、采用動(dòng)態(tài)LOD與顯存調(diào)度技術(shù)，以及引入多核CPU并行計(jì)算策略，最終構(gòu)建出一套與數(shù)據(jù)大小無(wú)關(guān)的實(shí)時(shí)地形繪制算法。隨著數(shù)據(jù)量的不斷增大，平均繪制速率保持在30幀/s以上，比一般漫游速度高出2～3倍，這種解決方案在海量場(chǎng)景數(shù)據(jù)和渲染速度方面已取得較好效果，但該方案對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求比較高，具有多核CPU并行計(jì)算能力。而且基于多核微機(jī)平臺(tái)的并行渲染系統(tǒng)目前還仍然在研究。

潘少明等［14］針對(duì)大規(guī)模地形漫游所采用的P2P機(jī)制沒(méi)有充分考慮數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)特點(diǎn)和時(shí)效性，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)優(yōu)選效率不高，服務(wù)的時(shí)效性不強(qiáng)等問(wèn)題，提出了一種基于節(jié)點(diǎn)分組的P2P海量地形數(shù)據(jù)共享機(jī)制，對(duì)P2P節(jié)點(diǎn)進(jìn)行按瓦片分域、按帶寬分組、組內(nèi)按時(shí)效分級(jí)的模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)的比較測(cè)試表明，本文方法的平均傳輸速率更高，時(shí)效性更強(qiáng)。但是其在基于P2P的影像傳輸方面，一是只考慮節(jié)點(diǎn)間的物理網(wǎng)絡(luò)關(guān)系或者只考慮節(jié)點(diǎn)的興趣信息，沒(méi)有根據(jù)空間影像的區(qū)域特性將兩者有效結(jié)合；二是對(duì)于臨近節(jié)點(diǎn)選擇方法，大多是基于隨機(jī)選擇的方式，缺少對(duì)較優(yōu)鄰近節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間歷史傳輸參數(shù)信息的考慮。

殷小靜等［15］針對(duì)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)內(nèi)存不足的問(wèn)題，提出構(gòu)建瓦片金字塔模型，并給出了瓦片大小的最優(yōu)值，提出了一種高效的四叉樹瓦片索引方法，并采用最小二乘和算術(shù)編碼對(duì)瓦片進(jìn)行單獨(dú)壓縮。最后從地形瓦片預(yù)裝載、雙緩存機(jī)制、多線程技術(shù)、內(nèi)存優(yōu)化等方面進(jìn)行了交互機(jī)制優(yōu)化，并采用Geometry Clipmaps算法進(jìn)行了地形繪制，以及利用“過(guò)渡帶”的方法消除裂縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的渲染效果和較高的實(shí)時(shí)性，但是不適用對(duì)于動(dòng)態(tài)的地形塊池，而且在實(shí)際應(yīng)用中并沒(méi)有真正的減少內(nèi)存。

李振舉、李學(xué)軍等［16］針對(duì)海量地形數(shù)據(jù)在HBase中管理效率不高的問(wèn)題，提出一種四叉樹和Hilbert編碼相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想。其優(yōu)點(diǎn)提高了數(shù)據(jù)入庫(kù)的速度，降低了地形數(shù)據(jù)的查詢時(shí)間。并且設(shè)計(jì)了地形數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，只需通過(guò)行鍵即可調(diào)用相應(yīng)區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，方便了用戶的操作。但也存在一些不足，比如復(fù)雜的查詢，響應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)。

楊瑩、李雪等［17］針對(duì)有效地對(duì)海量地形數(shù)據(jù)進(jìn)行組織并實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)數(shù)據(jù)在內(nèi)外存之間的實(shí)時(shí)調(diào)度，由此設(shè)計(jì)了一種矩形二叉樹模型，其優(yōu)點(diǎn)是能夠保證地形數(shù)據(jù)很好的連續(xù)性，從而降低了每幀訪問(wèn)的數(shù)據(jù)量。這種無(wú)指針數(shù)據(jù)索引二叉樹編碼方式，大大降低了海量數(shù)據(jù)的調(diào)度次數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊的準(zhǔn)確定位。但該論文對(duì)地形的管理與繪制是基于細(xì)粒度層次細(xì)節(jié)模型的，即繪制單元為單個(gè)三角形，而且隨著GPU并行處理能力的提高，目前該方法并未大范圍實(shí)施。

3基于GPU的海量地形數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢(shì)

由于GPU的性能逐漸提高，GPU不僅具備高性能和高質(zhì)量的圖形處理能力，還適用于通用計(jì)算，而且鑒于CPU與GPU之間帶寬的提高，以及GPU可編程能力的不斷強(qiáng)大，GPU逐漸替代CPU完成圖形軟件處理運(yùn)算。實(shí)施基于GPU的地形渲染將極大的提高地形渲染效率。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)基于GPU的地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸在進(jìn)行深入地研究。

張兵強(qiáng)［18］為了解決海量數(shù)據(jù)在地形可視化中存儲(chǔ)和傳輸?shù)膲毫?，通過(guò)構(gòu)建地形數(shù)據(jù)多分辨率金字塔模型，采用一種基于塊的GPU實(shí)時(shí)解壓的高程數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮和有損壓縮算法。該算法首先對(duì)地形塊數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)，其次對(duì)高分辨率地形塊的預(yù)測(cè)誤差采用變長(zhǎng)編碼定理，實(shí)現(xiàn)對(duì)高分辨率地形數(shù)據(jù)的無(wú)損壓縮，不會(huì)損失地形細(xì)節(jié)；而對(duì)低分辨率地形塊的預(yù)測(cè)誤差，采用有損的預(yù)測(cè)量化編碼，并將在GPU上的快速并行解壓處理流程展現(xiàn)出來(lái)。該算法的優(yōu)點(diǎn)是隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增大可以取得較高的壓縮率，但不足之處是地形塊誤差的計(jì)算量較大，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。

李浩等［19］為了充分發(fā)揮GPU的批量繪制的性能，提出了把它用在全球格網(wǎng)的快速繪制上。他們把地形數(shù)據(jù)通過(guò)重新編碼存儲(chǔ)在高度圖中，再結(jié)合ShaderModel3.0引入的頂點(diǎn)紋理拾取技術(shù)，在GPU中進(jìn)行解碼，得到原始的DEM數(shù)據(jù)，避免了在CPU上執(zhí)行頂點(diǎn)緩存的更新，降低了CPU的負(fù)擔(dān)，能達(dá)到實(shí)時(shí)繪制的要求。但是仍然存在許多問(wèn)題，比如基于球體剖分會(huì)造成兩極的誤差很大，精確性存在差異不能滿足實(shí)際需要，仍需進(jìn)一步研究基于橢球體的剖分。而且在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募皶r(shí)性方面需要將網(wǎng)絡(luò)的帶寬考慮在內(nèi)。

張立民等［20］針對(duì)大規(guī)模地形數(shù)據(jù)繪制的速度以及生成圖像清晰度的問(wèn)題，從高度場(chǎng)形式的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、LOD誤差選擇標(biāo)準(zhǔn)、裂縫以及突躍現(xiàn)象的處理、視錐體裁減等各個(gè)環(huán)節(jié)入手，提出合理的解決方案。其研究結(jié)果顯示該方法能夠充分利用GPU進(jìn)行繪制，可以適用于大規(guī)模地形數(shù)據(jù)繪制。

曹巍等［21］提出利用GPU來(lái)對(duì)地形進(jìn)行無(wú)縫渲染。本文在構(gòu)建多層次地形網(wǎng)格時(shí)采用二叉樹的細(xì)分方法，用行、列標(biāo)號(hào)來(lái)表示網(wǎng)格模型。首先，將高程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為便于GPU讀取的高程紋理圖，再通過(guò)頂點(diǎn)紋理提取（VTF）技術(shù)提取三維真實(shí)坐標(biāo)進(jìn)行渲染，同時(shí)，采用實(shí)時(shí)優(yōu)化自適應(yīng)網(wǎng)格（ROAM）算法的強(qiáng)制拆分法，通過(guò)相鄰地形塊控制在一定的等級(jí)上來(lái)消除裂縫。最后，為了減少向GPU傳遞的數(shù)據(jù)量，采用Triangle Strip方式進(jìn)行渲染，使相鄰三角形中公共頂點(diǎn)坐標(biāo)不必重復(fù)傳遞。從實(shí)驗(yàn)分析來(lái)看，在保證渲染幀率較高的前提下同時(shí)也解決了地形裂縫的問(wèn)題。但是對(duì)于兩等級(jí)相差較大的分塊來(lái)說(shuō)該處理方法存在不足。因此王文博等［22］又在此基礎(chǔ)上提出了基于細(xì)分著色器的硬件無(wú)縫繪制方法。其基本思想是通過(guò)利用一種細(xì)分著色器進(jìn)行地形網(wǎng)格細(xì)分的層次細(xì)節(jié)地形渲染算法，并針對(duì)外部細(xì)分因子對(duì)裂縫進(jìn)行消除。而且通過(guò)將四叉樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)至頂點(diǎn)緩沖區(qū)，緩解了CPU與GPU的資源交換。其優(yōu)點(diǎn)是不需要大量的細(xì)分模板，實(shí)時(shí)漫游甚至回讀過(guò)程，細(xì)分過(guò)程與可編程管線對(duì)映，更加順暢。而且能夠得到無(wú)縫的大規(guī)模地形。

李尚林等［23］提出了一種GPU網(wǎng)格生成的地形可視化方法來(lái)解決分塊LOD方法存在的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問(wèn)題，并且通過(guò)一系列方法設(shè)計(jì)了一個(gè)全球地形可視化系統(tǒng)GTVS，用于全球高精度地形數(shù)據(jù)與多分辨率高清衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的調(diào)度與渲染等，該方法的優(yōu)點(diǎn)是降低了GPU和CPU的工作耦合性，對(duì)GPU進(jìn)行了更友好的設(shè)計(jì)，但該方法也存在一些不足，比如對(duì)GPU的要求更高，必須要到達(dá)一定的顯卡支持，而求每個(gè)塊的邊界細(xì)分是有一定聯(lián)系的，故對(duì)塊邊界的誤差要求會(huì)比較嚴(yán)格。

4結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，三維地形的可視化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、三維游戲、戰(zhàn)場(chǎng)仿真、飛行模擬、電子地圖、地形漫游等方面的研究重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的歸納分析，可以看出，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外針對(duì)三位地形可視化技術(shù)的研究非常廣泛，尤其是基于分形理論的地形模擬非常盛行，但是還缺乏系統(tǒng)性和比較性，具體的實(shí)現(xiàn)算法還需要進(jìn)一步的研究，而且全球地形可視化向著GPU的設(shè)計(jì)發(fā)展，系統(tǒng)將會(huì)讓更多的GPU資源用于發(fā)展，目前對(duì)于海量三維地形數(shù)據(jù)的高效快速地實(shí)時(shí)繪制和漫游顯示仍然面領(lǐng)著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。無(wú)論是國(guó)內(nèi)外的學(xué)者都將該問(wèn)題作為研究重點(diǎn)。

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Research Progress of 3D Terrain Data Structure and Scheduling

YUAN Songhe JIN Hailiang LILiulei GENG Wenxuan
（Schoolof Surveying and Land Information Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000）

Three-dimensional（3D）Terrain visualization technology can transform geospatial information that can or can not described in the two-dimensional plane into 3D environment and integrate the information into an 3D entity by some rules.People can min Internalrelations and rules ofthings to improve reliability of research results by the technology.This paper summarizes and induces research achievements of recent years based on 3D data storage and scheduling by domestic and overseas scholars，which has a certain reference value for the future technology research in this field.

3D terrain，3D visualization，Ogre3D，data reduction，GPU

P283

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.08.037

2017年2月9日，

2017年3月23日

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：海量地形數(shù)據(jù)無(wú)冗余存儲(chǔ)模型及并行繪制研究（編號(hào)：41541011）資助。

袁松鶴，女，碩士研究生，研究方向：三維地形可視化。靳海亮，男，博士后，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：三維地形可視化。