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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2三维GIS研究现状2

1.2.1三维GIS特点与功能2

1.2.2三维GIS软件与应用需求2

1.2.3三维GIS发展的需要解决的问题4

1.3三维空间数据建模研究意义4

1.3.1地矿三维建模研究意义4

1.3.2三维虚拟战场研究意义6

1.4本书内容与章节安排7

参考文献9

第2章 三维GIS空间数据模型研究综述10

2.1 GIS空间数据模型10

2.1.1数据模型10

2.1.2空间数据模型10

2.1.3空间数据结构14

2.2三维空间数据模型研究现状与分析15

2.2.1三维空间数据模型回顾15

2.2.2基于面表示的模型17

2.2.3基于体表示的模型22

2.2.4基于混合表示的模型26

2.2.5三维空间数据模型分析29

2.3建立三维空间数据模型应考虑的因素34

参考文献34

第3章 三维建模现象及其描述方法37

3.1三维建模现象37

3.1.1地表三维现象与描述方法37

3.1.2三维自然地质现象与描述方法38

3.1.3地下勘探工程现象与描述方法41

3.2三维建模对象几何与空间维特征分析42

3.3地质信息特征来源与表达43

3.3.1地质信息及其特征43

3.3.2地质信息来源分类44

3.3.3地质信息的表示形式46

3.3.4地质信息的图形表达47

3.4空间信息的获取与数据处理48

3.4.1地表三维空间信息获取方法48

3.4.2三维地质体空间信息的获取方法50

3.4.3测井资料解释与分析51

3.4.4钻孔测斜资料计算52

3.4.5从二维地质图件上获取地质体三维信息53

参考文献54

第4章 三维空间数据模型框架56

4.1三维空间建模基础56

4.1.1面向对象的概念56

4.1.2空间拓扑关系57

4.1.3离散模型概念58

4.2矢量与栅格集成的空间数据模型总体框架61

4.2.1栅格数据结构建模描述61

4.2.2矢量数据结构建模描述61

4.2.3空间数据模型总体框架62

4.2.4空间数据模型分类体系63

4.3地矿三维空间数据模型64

4.3.1基于似三棱柱体三维数据模型65

4.3.2基于混合体元的三维空间数据模型66

4.3.3基于多层DEM与QTPV混合数据模型68

4.4地矿三维空间数据模型逻辑结构设计实例69

4.4.1逻辑数据结构设计70

4.4.2实例描述74

参考文献77

第5章 似三棱柱体三维数据建模及算法78

5.1引言78

5.2基于似三棱柱体的三维数据模型78

5.2.1似三棱柱体元定义78

5.2.2基于似三棱柱体元数据模型79

5.2.3模型拓扑关系描述81

5.2.4模型数据结构设计82

5.3地层和地勘工程似三棱柱体建模思路和算法85

5.3.1基于原始采样点地层建模方法85

5.3.2地层似三棱柱体建模特殊问题处理86

5.3.3基于地层界面插值点的建模方法90

5.3.4地勘工程对象似三棱柱体建模94

5.4似三棱柱体模型操作算法设计94

5.4.1模型切割算法设计94

5.4.2似三棱柱体体元的四面体剖分97

5.4.3地质体表面模型的提取100

5.5似三棱柱体模型建模效益分析101

5.6基于似三棱柱三维地质体建模与可视化系统103

5.6.1实验系统功能103

5.6.2实验数据与结果104

参考文献107

第6章 基于多层DEM三维地层模型与相关算法109

6.1引言109

6.2基于多层DEM的三维模型与建模流程110

6.2.1基于多层DEM的三维地层模型110

6.2.2基于多层DEM的地层建模过程113

6.3地层层面数据空间插值115

6.4地层层面构建方法116

6.4.1 TIN概述116

6.4.2格网索引118

6.4.3无约束数据的地层层面TIN构建方法120

6.4.4带约束数据的地层层面TIN构建方法120

6.4.5算法效益122

6.5三维地层模型构建与操作方法123

6.5.1基于最短对角线方法的表面建模123

6.5.2地层层面缝合成体125

6.5.3地层模型的剖切处理125

6.5.4基于多层DEM与QTPV混合模型建模方法126

6.6地层模型的相关算法研究127

6.6.1模型拼合算法127

6.6.2简单多边形三角剖分方法129

6.6.3带岛屿的约束数据域的TIN剖分算法131

6.7基于多层DEM的三维地层建模与可视化系统134

6.7.1系统功能及实验效果图134

6.7.2算法实例135

参考文献138

第7章 复杂地质体建模方法141

7.1复杂地质体TIN建模方法141

7.1.1断层的处理141

7.1.2含逆断层的复杂断层界面的局部分区143

7.1.3煤层底板TIN模型的建立145

7.2基于多轮廓线的复杂地质体建模方法149

7.2.1简单轮廓线之间的三维地质体重构150

7.2.2多轮廓线之间的三维地质体重构154

7.2.3实验系统设计与实现157

参考文献160

第8章 三维虚拟战场及建模技术162

8.1引言162

8.2地形建模技术164

8.2.1地形仿真建模164

8.2.2真实数据地形建模165

8.2.3基于LOD的三维地形简化技术166

8.2.4三维虚拟战场场景管理172

8.3地物地貌建模技术175

8.3.1地物地貌建模方式175

8.3.2地物地貌建模方法175

8.3.3地物地貌对象嵌入技术177

8.4特殊效果生成技术177

8.4.1基于粒子系统的特殊效果生成177

8.4.2战场环境声音仿真183

8.5三维军标设计与建模184

8.5.1三维军标符号及分类184

8.5.2三维军标建模185

8.5.3军标符号的表达186

参考文献187