三維電子地圖的空間數(shù)據(jù)模型

三維電子地圖的空間數(shù)據(jù)模型目錄CONTENTS二、基于矢量的數(shù)據(jù)模型一、基于鑲嵌的數(shù)據(jù)模型三、混合型數(shù)據(jù)模型四、分析型數(shù)據(jù)模型三維空間數(shù)據(jù)模型是關(guān)于三維空間數(shù)據(jù)組織的概念和方法，它反映了現(xiàn)實(shí)世界中空間實(shí)體及實(shí)體間的相互聯(lián)系。對(duì)三維空間數(shù)據(jù)模型的認(rèn)識(shí)和研究在很大程度上決定著三維系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用的成敗。很多學(xué)者為此進(jìn)行了大量的探索和研究工作，然而，由于三維空間數(shù)據(jù)的龐大和復(fù)雜多樣，至今人們對(duì)三維數(shù)據(jù)模型問(wèn)題還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到共識(shí)。根據(jù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界提取方式的不同，目前三維空間數(shù)據(jù)模型主要有4種類型∶基于鑲嵌的數(shù)據(jù)模型基于矢量的數(shù)據(jù)模型混合型數(shù)據(jù)模型分析型數(shù)據(jù)模型一、基于鑲嵌數(shù)據(jù)模型基于鑲嵌的數(shù)據(jù)模型是將三維空間劃分成一系列連通但不重疊的幾何元素，它可以看成是二維鑲嵌模型的擴(kuò)展。三維鑲嵌模型常用的方法有單元分解法（celldecomposition）、空間枚舉法（spatialoccupancyenumeration）、四面體格網(wǎng)模型等幾大類?；阼偳稊?shù)據(jù)模型二、基于矢量的數(shù)據(jù)模型一、項(xiàng)目概況常見(jiàn)的基于矢量的數(shù)據(jù)模型主要有線框表示法（wireframerepresentation,WFR）和邊界表示法（boundaryrepresentation,BR）兩種。1、線框表示法：線框表示法是用一系列頂點(diǎn)與線段組成線框表示形體的邊界與輪廓、bai利用輪廓線表示三維實(shí)體模型的方法。其中頂點(diǎn)是反映實(shí)體形狀的控制點(diǎn)，線段是連接相鄰頂點(diǎn)的直線。線框表示模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)量小，但是在表示三維形體時(shí)存在明顯的不足:（1）不包含面信息，對(duì)形體描述不完整;（2）可能產(chǎn)生二義性與無(wú)意義的圖形;（3）表示曲面體比較麻煩。與CAD/CAM中的形體相比，地質(zhì)建模中的形體更加復(fù)雜，地質(zhì)界面起伏不定，往往無(wú)法用線框表示?；谑噶康臄?shù)據(jù)模型一、項(xiàng)目概況圖(a)是某水利工程壩址區(qū)的三維地質(zhì)模型，圖(b)是該模型的線框表示。從該實(shí)例中可以看出，線框模型是無(wú)法表示復(fù)雜地質(zhì)模型的?；谑噶康臄?shù)據(jù)模型一、項(xiàng)目概況2、邊界表示法：邊界表示法是應(yīng)用最為廣泛的空間數(shù)據(jù)模型之一，是利用邊界表示實(shí)體的方法。邊界表示方法常用層次結(jié)構(gòu)組織與存儲(chǔ)模型數(shù)據(jù)，即采用點(diǎn)、邊、環(huán)、面、體五層結(jié)構(gòu)定義實(shí)體，實(shí)體模型由若干封閉體組成，封閉體由若干邊界面封閉而成，邊界面由一個(gè)外環(huán)與若干內(nèi)環(huán)圍成，環(huán)由若干首尾相連的邊組成，邊由若干點(diǎn)順序連接而成。在邊界表示模型中，邊是重要的幾何元素，相當(dāng)于環(huán)與環(huán)、面與面之間的粘合劑。常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往以邊為核心來(lái)組織數(shù)據(jù)，如翼邊、半邊、輻射邊等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。邊界表示模型能夠準(zhǔn)確地表達(dá)實(shí)體的邊界，幾何元素之間的拓?fù)潢P(guān)系明確，但是，數(shù)據(jù)量大且難以實(shí)現(xiàn)實(shí)體模型的修改與更新?；谑噶康臄?shù)據(jù)模型三、混合型數(shù)據(jù)模型一、項(xiàng)目概況基于混合結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型是將兩種或兩種以上的數(shù)據(jù)模型加以綜合，形成一種具有一體化結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型。它采取一種折衷的方法，減少了鑲嵌型和矢量模型的不足，同時(shí)，也降低了他們各自的優(yōu)越性。比較有代表性的方法有幾何體素構(gòu)造法（constructivesolidgeometry，CSG）、基于八叉樹(shù)和四面體格網(wǎng)的混合模型（octree+TEN）、面向?qū)ο蟮娜S空間數(shù)據(jù)模型、基于多種表示的CSG+octree數(shù)據(jù)模型;基于TIN+octree的混合型數(shù)據(jù)模型等?；旌闲蛿?shù)據(jù)模型四、分析型數(shù)據(jù)模型分析型數(shù)據(jù)模型采用函數(shù)方程〔如非均勻有理B樣條（NURBS）函數(shù)等〕來(lái)表示構(gòu)成三維空間實(shí)體及其邊界的曲線、曲面或平面，并用解低階方程來(lái)確定曲面的交線。該方法能夠精確地表達(dá)某些空間實(shí)體，所