3维GIS面向对象数据模型的研究与应用

3维数据模型是3维GIS研究中亟待解决的一个核心问题。在充分分析现有3维数据模型的基础上，从实际应用出发，针对传统模型的不足，提出1种3维GIS面向对象数据模型，以解决空间不规则实体本身，以及实体间复杂关系的描述、表达和组织等关键问题，并给出此模型应用实例，证明此模型的可行性和实用性。     

基于拓扑的房屋3维建模研究

在分析目前3维地理信息系统中房屋建模的一般流程、研究现状及房屋3维建模软件局限性的基础上，提出一个基于拓扑的房屋3维数据模型，并通过实验论证数据采集软件与模型建立软件集成的可行性。     

面向大场景3维可视化的矢量数据组织研究

针对矢量数据在大规模3维场景中的快速可视化需求,分析了矢量数据在大规模3维场景中的绘制方式和显示特点,提出了一种基于LOD的矢-栅混合数据模型。首先,介绍了LOD技术的基本原理和实现机制,然后,采用矢量数据简化与栅格化技术,设计集矢量和栅格模型为一体的混合数据模型,构建了多分辨率的矢量数据库,利用3维GIS的视点控制机制,建立显示尺度与矢量、栅格金字塔层的对应函数,最后以"神州遨游"为基础平台,在大规模3维场景中对道路、境界、水系等基础矢量数据进行了实验。实验表明,矢量数据在3维大规模场景中实时绘制时结合了两种数据模型的优点,具有更灵活的选择性,提高了数据的传输效率及显示效果,实现了多分辨率矢量数据的自适应快速表达。     

基于CityGML的城市3维空间数据组织

当前的3维GIS重视3维空间方面的研究。重点是研究3维空间的几何对象的数据组织、操作方法以及查询分析等内容。本文通过对3维空间数据模型的研究,建立了一种基于CityGML语义的以建筑物为主的城市目标3维空间数据组织方法。这种方法丰富了城市3维空间数据建模,尤其对3维中的城市目标查询、统计和分析奠定了良好的基础。     

基于城市航空立体像对的全自动3维建筑物建模

城市建筑物3维建模是虚拟城市建设的关键技术之一。基于大比例尺航空立体像对提出3维建筑物建模方法。首先对2维边缘检测Canny算子进行改进，以期从城市航空影像中检测出较为精确的2维建筑物轮廓线。然后把改进的自适应最小二乘相关算法运用到金字塔匹配算法中，由于金字塔匹配算法中最为关键的问题是误差传递的有效控制，而以往的研究中尽管采用了多咱控制策略但效果不是很好，作者通过提出2种新的误差传播控制策略得到了较高精度的匹配结果。利用匹配生成的高精度3维信息对检测到的2维建筑物轮廓线进行3维插值，获得建筑物的3维信息，由此实现了建筑物3维建模。     

地勘工程3维空间数据模型及其数据结构设计

3维现象随着研究领域的不同，描述空间实体的方法存在较大差异，不可能设计一种数据模型来适合所有的应用领域，应根据研究领域空间实体分布特征，设计出专用的3维空间数据模型。本文对传统的3维数据模型进行了分析，以地质勘探工程的各种3维空间对象为研究背景，提出了适合地质勘探工程的矢量与栅格集成的面向对象混合数据模型，以复杂体－体－面－线－点对象之间的逻辑关系来建立对象之间的拓扑关系，设计了部分对象的数据结构，并以一玢岩型铁矿床为例，对数据结构进行了描述。     

基于表面剖分的3DCM空间数据模型研究

３维城市模型（３ＤＣＭ）的研究近年来得到了飞速发展,但目前所开发的３ＤＣＭ系统大多属于３维可视化系统,所提供的空间分析与操作功能极为有限,究其原因,主要是缺乏能有效表达城市３维实体及其空间关系的３ＤＣＭ空间数据模型。尽管在３ＤＧＩＳ数据模型的研究方面,许多学者提出了很有价值的模型,但这些模型均难以灌足城市３维建模的要求。针对这一问题,本文首先分析了城市３维实体的几何特征及３ＤＣＭ系统要求,提出用外     

四维宗地建模及其核心操作算法

传统地籍是基于某一时刻的土地二维剖分,不支持立体产权管理和时空权属查询,需要探索四维（三维空间+时间）地籍。四维宗地是四维地籍的登记客体,是宗地在四维空间的扩展,其创建、分割、合并与注销等操作是四维地籍最常用、最基本的功能。结合城市发展现状和地籍管理需求,分析时态产权特征,用UML建模四维宗地数据模型和基于拓扑数据模型的四维宗地操作算法。研究内容包括:①提出四维宗地数据模型;②提出基于"拉伸"的四维宗地创建算法以及基于分段时间的共享拓扑基元处理方法;③提出四维宗地的分割、合并算法。研究结果表明:四维宗地的构建为追踪产权的时空变化提供了理论借鉴和技术支持,也使得地籍管理向四维地籍迈进了一步。     

3维数据模型及地下管网的3维建模

介绍了目前国内外3维数据模型的研究现状及几种比较常用的3维数据模型。在对各种3维数据模型分析概括的基础上,基于城市地下管网自身的特点,指出了采用CSG-BR混合模型对地下管网进行建模的可行性和优越性。     

3维城市模型的可视化研究

本文在对已有的３维（３Ｄ）城市模型进行分析的基础上,着重探讨了建筑物模型的构造方法,提出了一种分层组合模型方法构造建筑 及在此模型基础上的动态显示、空间分析和交互操作等功能,并开发了一个应用系统（３ＤＴＯＯＬ）对３Ｄ城市模型中的地形和建筑物进行整体维动态显示和操作。最后利用约４ｋｍ＾２试验区对本文提出的模型和开发系统进行了全面的实验研究。