顾及外拓扑的异构建筑三维拓扑重建

分析了异构建筑在三维拓扑重建中的问题,依据拓扑数据模型的需求,提出了基于顶图、底图和结构图的自动拓扑重建算法,该算法能够有效地对异构建筑进行整体三维拓扑重建,不仅保留了建筑内每一实体单元的内拓扑,同时也兼顾了实体间的外拓扑。基于该方法,设计并开发了三维地籍管理系统中的数据生成模块,以深圳市某小区为实验区,验证了算法的可行性及有效性。     

四面体格网模型的三维拓扑关系计算

四面体格网(TEN)模型是一种重要的空间数据构模方法,侧重于三维空间对象内部的表达,但是存在着数据量大、计算速度慢的问题。三维拓扑关系是三维GIS的重要研究内容,为此,该文提出了面向TEN的三维拓扑关系计算方法。基于点集拓扑学理论,将TEN分解为内部、边界和外部3个集合,并使用9交模型描述了TEN/TEN的8种拓扑关系;设计了面向TEN的三维拓扑关系计算流程,详细阐述了面向TEN的三维拓扑关系计算的核心算法;基于提出的三维拓扑关系算法,设计了面向TEN的拓扑关系计算实验。实验结果表明:该文提出的面向TEN的三维拓扑关系计算方法,能够满足TEN之间拓扑关系计算的需求。     

基于点集的拉伸建模改进方法

探讨了拉伸建模存在公共基元重复构建、侧面空间关系丢失、产生冗余基元等拓扑问题,指出了不同地物三维模型两个侧面之间拓扑关系存在的12种表现形式,提出了基于点集的自动拉伸建模方法,并分别介绍了点集的提取流程和体的构建流程,最后通过一个实例证明了以上方法对传统拉伸建模方法在拓扑关系方面存在的不足有所改进。     

基于层面结构的地质块体拓扑关系的自动构建

在地质建模中,基于层面的地质块体结构模型的获取是其中最重要的环节之一,目前的构建方法仅关注地质块体的提取和算法效率的提高,忽略了对地质块体与其组成面片以及各地质块体之间拓扑关系的建立,为此,本文提出了一种新的构建方法,基本思路是：首先,利用边界线与曲面片的关系,提取方向边和方向三角形,其次,按照右手法则建立面片排序表,最后,按照一定的遍历规则获取每个面片的正体和负体。此方法不仅可以自动确定地质块体与地质曲面片的组成关系,还可间接分析地质块体之间的邻接关系,从而为三维地质体模型的建立以及三维地质体拓扑查询和分析奠定基础。     

网络三维GIS空间数据存储及动态拓扑方法北大核心CSCD

针对当前网络环境下三维GIS在拓扑关系的建立与表达、地学数据共享和互操作方面存在的不足,该文提出了一种网络环境下的三维实体拓扑关系构建方法。以关系数据模型来表达点、线、面、体及复杂体5类拓扑元素间的拓扑关系,结合插件式虚拟现实技术,在分布式结构下建立真三维实体的网络发布平台,并实现了三维模型的可视化和三维空间实体拓扑关系的查询。研究表明,该方法能根据三维空间拓扑关系快速重建地理实体,为三维空间数据的交互和共享、网络环境下的真三维空间分析提供新的方案。     

一种利用改进的扫描线算法计算拓扑关系的方法

针对以往拓扑关系计算方法的缺陷,提出一种利用改进的扫描线算法计算矢量数据拓扑关系的算法(TCBSL)。该算法以平面扫描转换法的思想为核心,通过改进扫描线算法结构,并引入拓扑关系判别参数,实现了较为高效地计算矢量数据空间实体之间的拓扑关系。此外,以该算法思想为依据,利用eclipse构建了矢量数据拓扑关系计算模型,并利用该模型对深圳市OSM矢量数据进行实验。实验显示,该算法可以较为正确地计算点线、点面、线线、线面及面面之间的拓扑关系,且效率较高,易于计算机系统的实现。     

基于面片集合的三维地籍产权体的拓扑自动构建

在三维地籍应用需求下,分析当前三维表达和自动构造三维几何体的难点和不足;发展基于面片结构的三维拓扑数据模型,指出三维构体时对面片的基本空间约束;提出基于共享边的离散面片集合来自动构建最小三维封闭体及其拓扑关系的方法,并将该方法用于三维地籍的产权体构建和拓扑建立上,在群集产权体构建上体现较强适宜性,为实现三维产权体的管理提供技术方法。     

利用树编辑距离的等高线拓扑相似性度量方法

已有的拓扑相似性度量方法主要通过目标之间拓扑关系统计均值的差值,衡量目标之间的拓扑相似程度,在拓扑变化复杂区域由于拓扑关系的增减互补易产生度量误差。为此,提出一种顾及拓扑结构差异的等高线群拓扑相似性度量方法;引入Zhang-shasha算法将等高线群之间的拓扑变化转化为等高线树之间的转换编辑操作;构建基于树结构的拓扑差异表达;并利用动态规划方法求解等高线树之间的转换编辑距离;进而量化度量等高线群间的拓扑结构相似度。模拟数据实验和真实数据实验表明,该方法顾及了拓扑结构差异,能够有效度量多源多尺度等高线数据之间的拓扑相似程度,减少度量误差。     

顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简

鉴于常规曲线化简方法应用于水系曲线化简时难以顾及水系要素的三维特征及其拓扑关系,本文提出了一种顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简方法。该方法首先对D-P算法进行三维扩展,实现水系中单条河流三维曲线化简,然后构建水系树结构表达其拓扑关系,最后按照水系树的层次顺序依次进行河流曲线化简和干流与支流的拓扑关系重构。试验结果表明,该方法化简精度高,既能保持水系的三维形态特征,又能保证河流交汇处的拓扑一致性。     

一种三维网络GIS空间数据可视化方法的研究

三维GIS空间数据可视化是三维GIS建模的基础,针对网络环境下三维GIS在空间可视化方面存在的不足,本文提出了一种基于VRML的真三维模型构建方法。以点、线、面和体四类拓扑元素之间的拓扑关系为依据组织建立数据库,结合分布式虚拟现实技术搭建起真三维模型网络发布平台,成功实现三维空间数据的可视化。研究表明,该方法能根据三维拓扑关系建立真三维模型,为三维数据的可视化和共享、真三维GIS空间分析提供了一种新的方案。     

基于航空立体影像对的复杂房屋三维拓扑重建

对利用航空影像对重建复杂房屋三维模型进行了研究，提出了拓扑链、外拓扑和内拓扑的概念，分析了复杂房屋的内拓扑和外拓扑的三维重建，构造了复杂房屋的三维拓扑数据模型。基于此模型设计了双向搜索算法，用于自动构建复杂房屋的三维拓扑面，从而实现了复杂房屋的自动三维拓扑重建。实验证明，本文提出的双向搜索算法是很稳健、高效的。     

三维GIS场景与多路视频融合的对象快速确定法

虚实融合技术是视频增强三维虚拟地理场景的关键环节之一,对提高真实沉浸式视觉体验具有重要作用。现有基于视频投影的虚实融合方法,在三维场景动态更新时,通常需要对用户视角下新场景内所有渲染对象进行遍历,来筛选出摄像头范围内需融合的对象,导致融合过程耗时长、效率不高。本文提出一种顾及拓扑关系的多路视频与三维GIS场景融合的对象快速确定方法。首先对三维场景视锥体内视频对象集渲染对象动态建立拓扑网络模型;然后基于拓扑网络模型建立视频与渲染对象的拓扑关系,完成融合对象的快速确定及融合渲染;最后利用滕州市三维场景进行了验证。试验结果表明,本文提出的方法在视频与三维GIS场景融合时,整体耗时少、效率高,极大地降低了融合的计算代价,具有良好的可行性及稳健性。     

Modelling and analysing 3D buildings with a primal/dual data structure

While CityGML permits us to represent 3D city models, its use for applications where spatial analysis and/or real-time modifications are required is limited since at this moment the possibility to store topological relationships between the elements is rather limited and often not exploited. We present in this paper a new topological data structure, the dual half-edge (DHE), which permits us to represent the topology of 3D buildings (including their interiors) and of the surrounding terrain. It is based on the idea of simultaneously storing a graph in 3D space and its dual graph, and to link the two. We propose Euler-type operators for incrementally constructing 3D models (for adding individual edges, faces and volumes to the model while updating the dual structure simultaneously), and we also propose navigation operators to move from a given point to all the connected planes or polyhedra for example. The DHE also permits us to store attributes to any element. We have implemented the DHE and have tested it with different CityGML models. Our technique allows us to handle important query types, for example finding the nearest exterior exit to a given room, as in disaster management planning. As the structure is locally modifiable the model may be adapted whenever a particular pathway is no longer available. The proposed DHE structure adds significant analytic value to the increasingly popular CityGML model.     

三维地理信息公共服务平台建设初探

针对目前国内三维地理信息服务平台建设存在的问题,重点分析了三维GIS与三维仿真的关系,并基于重庆的建设实践,提出面向“体”的三维数据模型、三维数据分类与组织、海量三维空间数据管理、跨平台访问等关键技术问题的解决方案。     

顾及外拓扑的产权体构建及其3-组合图表达

为构建和表达顾及外拓扑的产权体,以现有楼层平面图为基础,采用"推拉"二维图形的方式生成产权体三维模型,并使用3-组合图表达产权体的内拓扑与外拓扑,提出基于带权关联图与关联矩阵的"推拉"间隔传递方法,基于老新间隔对照关系的组合图飞镖生成方法以及组合图β关系的添加算法。通过"推拉"平面图的方式可以生成产权体三维模型;3-组合图可以表达产权体的内拓扑和外拓扑,并能提高构体效率。     

一种面向对象的4层空间数据模型

针对“空间数据是否要建立拓扑关系并在数据库中显式地存储记录”一直是G IS领域争论的问题,给出了解决方案:融合拓扑关系数据模型和面向实体数据模型,进而在分析和总结现有数据模型的基础上提出了一种面向对象的4层空间数据模型。对模型作了4个层次划分:几何对象、基本和复杂要素、分层与分区以及多尺度表达。模型具有3个特点,即多尺度描述地理空间;能描述不同要素层、不同区之间的关系;用户可根据实际情况自定义要素层拓扑关系。最后给出了模型在自主开发的地理数据库管理平台Geoinfo中的应用情况。     

一种顾及拓扑关系的室内三维模型组织和调度方法

针对室内空间三维导航、几何模型高质量渲染的需求与个人移动平台资源、计算能力有限之间的矛盾,在分析室内空间区域功能、明确室内单元类型的基础上,构建了能够表达室内空间各部分拓扑特征,且支持三维路径分析的室内空间网络拓扑关系模型,并在准确把握室内空间区域拓扑逻辑关系的前提下,探讨了顾及室内拓扑关系的空间分割和几何模型的组织和调度策略,以实现室内模型的动态遮断和剔除。实验结果表明,利用所提方法可以实现几何模型的实时遮断和剪裁,大幅度减少模型绘制的数量和数据量,提升数据传输和绘制的效率,为高逼真度的三维模型可视化绘制奠定了数据基础和保证。     

基于WebGIS的凌河供电运行模拟系统

在分析供电运行模拟网络信息系统的网络拓扑结构基础上,设计了基于C/S与3层B/S混合模式的系统体系架构,并对系统主要功能模块关键技术作了详细描述,包括电网空间数据采集、组织和空间拓扑关系的建立.电线路调度模拟计算,以及"单线系统图"、"班组上墙系统图"、"停电作业示意图"等电线路图输出.采用WebGIS中间件与Maplnfo OLE+嵌入式技术,建立了供电运行模拟WebGIS地理信息系统.以凌河供电系统为例,证实了此系统可满足多用户实时、远程对电线路实施停电作业模拟、相关图纸输出及空间数据版本控制等功能.