三維電子地圖的場景組織

三維電子地圖的場景組織目錄CONTENTS二、細節(jié)層次技術(shù)一、三維地圖模型的基本要求三、空間分區(qū)技術(shù)四、場景層次體系的建立三維地圖的數(shù)據(jù)模型要求支持三維模型的動態(tài)可視化以及交互操作，為此將三維地圖模型組織為層次結(jié)構(gòu)的場景體系。在該體系中，每一個數(shù)據(jù)對象（例如一個三維目標）都體現(xiàn)為一個節(jié)點，整個場景都是由眾多有序的、具有層次的節(jié)點組成的，位于最上面的稱為根節(jié)點。除根節(jié)點以外，在顯示場景圖形的過程中可以任意增加一個節(jié)點，也可以刪除一個節(jié)點，這樣就為當前場景動態(tài)地裝載或卸載另外的場景提供了極大的方便。一、三維地圖模型的基本要求精煉的數(shù)據(jù)量表現(xiàn)一個具有龐大數(shù)據(jù)量的三維模型就目前的技術(shù)來講可能存在一些問題，因此必須壓縮到最小。這一點對于交互式管理地圖模型而言是非常重要的。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地圖模型必須具備矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與柵格數(shù)據(jù)相比較而言，矢量數(shù)據(jù)能更好地描述模型并能更容易地進行數(shù)據(jù)集的幾何分析。三維地圖模型的基本要求二、細節(jié)層次技術(shù)一、項目概況三維地圖內(nèi)容的表現(xiàn)要能讓用戶通過人的認知系統(tǒng)進行感知，由于采用透視投影，地圖將不再具備確定的比例尺，如果不考慮其分辨率，將會影響三維地圖的最后效果（縮小的圖像尺寸、壓縮的地圖內(nèi)容等等）。為了解決這一問題，我們采用細節(jié)層次技術(shù)（LeverofDetail，LOD），這意味著三維地圖中的各個要素都具備足夠的與顯示比例有關(guān)的圖解變量（陰影方向、顏色等）。距離觀察位置越近，該要素就會被表現(xiàn)得越詳細。反之則越概略。細節(jié)層次模型是一種由多種精度層次集成而成的模型表達技術(shù)。它允許根據(jù)不同的任務要求選擇不同精度的模型。細節(jié)層次技術(shù)三、空間分區(qū)技術(shù)一、項目概況分區(qū)的目的在于對基于大區(qū)域、海量數(shù)據(jù)的地圖模型進行動態(tài)顯示時能很大程度上提高速度?；舅悸罚簩Φ貓D模型進行分區(qū)，將各分區(qū)中的地圖內(nèi)容定義為眾多的細節(jié)層次（高、中、低），這樣三維地形圖系統(tǒng)就可以分別采用合適的細節(jié)層來表現(xiàn)各個分區(qū)。在DEM的基礎上，根據(jù)地圖覆蓋的范圍和三維顯示時視線的大致角度等因素將DEM分成若干個等大的子區(qū)域，然后在此基礎上建立其它要素的三維模型，按照各要素與DEM子區(qū)域的相對位置將三維模型（目標）歸入到相應的分區(qū)內(nèi)。這樣在進行動態(tài)顯示時就可以根據(jù)視點的位置和視線角度來動態(tài)地裝載相應的分區(qū)模型。需要特別處理毗鄰分區(qū)之間的過渡區(qū)域以保證不同的分區(qū)持續(xù)過渡，從而獲得較好的地圖模型的整體效果。采用的細節(jié)層次越細，過渡越自然，但另一方面，存儲模型的數(shù)據(jù)量也會明顯地增加，因此必須在兩者之間達成一個平衡?？臻g分區(qū)技術(shù)四、場景層次體系的建立整個三維地圖場景被組織成為一個樹狀的結(jié)構(gòu)體系。三維地圖場景是這個體系中的根節(jié)點，世界空間是根節(jié)點的坐標系統(tǒng)，各個區(qū)域場景作為子節(jié)點都可以位于其中，并能進行定位和調(diào)節(jié)大小?？梢噪S時加入新的節(jié)點，也可以刪除某個節(jié)點。所有表示場景或目標的節(jié)點中所包含的信息是相當豐富的。各類信息又由不同類型的子節(jié)點來表達，每一類型的節(jié)點都有它自己的作用和功能。例如，幾何節(jié)點用來存儲地理目標的幾何體數(shù)據(jù)（主要包括構(gòu)成三維目標的三網(wǎng)及其邊界立方體），組節(jié)點可用來表達由若干幾何體形成的復雜目標，幾何變換節(jié)點用來對目標進行三維空間的平移、旋轉(zhuǎn)、比例變換等，而另外用一些節(jié)點來表達三維目標的外觀顏色、是否粘貼紋理、是否運用光或霧等。場景層次體系的建立可以對該結(jié)構(gòu)樹進行遍歷以查詢得到所需要的節(jié)點。從每個節(jié)點可以通過遍歷得到其父節(jié)點，也可以得到它的眾多子節(jié)點。此外，每個節(jié)點還能容納用戶定義的數(shù)據(jù)（專題屬性數(shù)據(jù)），這些結(jié)構(gòu)對于實現(xiàn)三維目標的屬性查詢是相當重要的。場景體系的組織是在三維地圖模型建