[发明专利]一种局部精度约束的三维地形生成方法

摘要

一种局部精度约束的三维地形生成方法，该方法通过对菱形正方形算法的优化，实现子级约束控制，使生成地形形态更接近自然形态。通过局部约束条件，引入固定形态数据产生高度逼真的自然效果，并通过提取中间部分网格，进行中心约束，极大提高地形精度。本发明生成数据量大，可以根据要求生成整体高分辨率数据，且满足局部精度要求。在存储时通过使用较为复杂的链表结构存储数据点，降低了物理内存大区域连续分配的问题。本发明解决了三维地形生成方法的地形整体精度受限和局部地形精度无法修改的不足，在火箭发射、月表工作和近地面工作等可视化仿真系统三维地形开发方面具有广阔的推广应用前景。

主权项

一种局部精度约束的三维地形生成方法，其特征在于步骤如下：(1)根据预先给定地形点的个数创建数据存储网格模型，将预先给定地形点的高程数据和该数据在数据存储网格模型中所处的行列数存储在数据存储网格模型中；所述预先给定地形点为待生成三维地形的边点和中心点，且相邻预先给定地形点的连线构成矩形网格；(2)将当前地形点在当前数据存储网格模型中所处的行列数更新为当前地形点在一次三维地形细分后的数据存储网格模型中所处的行列数；(3)利用矩形网格中最小网格单元的四个顶点高程数据求得每个最小网格单元的中心点高程数据，更新数据存储网格模型，并将求得的每个最小网格单元的中心点高程数据和该数据在更新后的数据存储网格模型中所处的行列数存储在更新后的数据存储网格模型中；所述利用矩形网格中最小网格单元的四个顶点高程数据求得每个最小网格单元的中心点高程数据，具体由公式：E＝(A+B+C+D)/4+random(‑dHeight/2,dHeight/2)给出，其中，A,B,C,D分别表示最小网格单元的四个顶点高程数据，E表示最小网格单元的中心点高程数据，dHeight表示最小网格单元的四个顶点中某一个顶点的高程数据；(4)以最小网格单元的顶点和中心点为菱形的顶点，以最小网格单元边线的中心点为菱形的中心构建菱形，并利用菱形各顶点的数据计算每个最小网格单元边线中心点的高程数据，并将求得的每个最小网格单元边线中心点的高程数据和该数据在更新后的数据存储网格模型中所处的行列数存储在更新后的数据存储网格模型中；(5)利用最小网格单元边线中心点的高程数据更新每个最小网格单元的中心点高程数据，将求得的每个最小网格单元的中心点高程数据和该数据在更新后的数据存储网格模型中所处的行列数存储在更新后的数据存储网格模型中，完成一次三维地形细分；(6)重复步骤(3)～步骤(5)，直到三维地形整体精度达到要求；(7)选取目标区域，并将目标区域内步骤(1)预先给定的地形点和步骤(3)～步骤(6)求得的最小网格单元边线中心点以及最小网格单元中心点中相邻的点连接，构成新的矩形网格，代替步骤(1)中的矩形网格，将dHeight变为原数值的1/(2r)，重复步骤(2)～步骤(5)，直至所选取的三维地形局部精度符合预设的要求；所述r为凹凸度常数；(8)重复步骤(2)～步骤(7)，直至所形成三维地形的所有局部精度符合预设的要求；(9)引入外部约束数据，对步骤(8)中获得的三维地形进行修正，获得最终的三维地形。