基于过程的城市地图建模方法研究与实现

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近年来，随着计算机图形学技术的发展，三维城市建模成为娱乐影视、游戏开发、城市规划等多个应用领域的研究热点，城市地图建模是其中的一项重点内容，直接影响着城市建模的效果。城市地图建模涉及的数据量大、结构复杂，因此，开展快速自动的城市地图生成方法的研究，有十分重要的实际意义。本文针对城市地图建模中涉及的几个关键题目，开展如下研究工作：(1) 针对现有方法的复杂性和不易重写性，提出并设计实现了一种带约束的城市地图的自动生成方法。该方法定义了城市中道路和区域的多层结构，设计了不同风格的道路生长算法，并研究设计了道路合法性判断准则，以及区域衔接过渡算法，提高了虚拟城市建模的效率的同时，也增强了建模效果的合理性。(2) 针对现有方法缺少真实数据约束的题目，提出并设计实现一种基于样例与参数化的道路生成方法。该方法通过细化与矢量化从扫描的城市地图中获取道路交点及其属性信息，建立二元高斯分布模型，计算交点间的转移概率，并依此设计了新道路的随机生长算法，保持与输入数据近似的风格。同时，采用参数化的方法将道路结构映射到不同区域中。与以前的方法相比，本方法以样例信息为依据，提高了建模的真实感，并增强了城市地图的多样性和可扩展性。(3) 针对现有方法没有考虑城市区域按功能划分的题目，提出了一种土地使用类型的分配算法。本方法考虑了城市中多种影响因素，定义了一个土地类型值模型，通过设置其中的相关参数引导分配方案的执行，同时，设计了有效的数据预处理过程和迭代的优化方案，使得土地使用类型的分配可以快速合理完成。此外，设计了一种简单有效的建筑足迹划分算法，为虚拟城市中建筑类型的规划提供必要接口。基于上述研究成果，本文开发了交互式的虚拟城市地图建模及绘制工具，并且应用于虚拟城市建模项目中。

基于过程的城市地图建模方法研究与实现

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