空间数据三维建模与可视化PDF电子书下载

上篇 三维地质建模篇 3

1 绪论 3

1.1 引言 3

1.2 三维地理信息系统 4

1.2.1 地理信息系统 4

1.2.2 三维地理信息系统 6

1.2.3 三维地理信息系统若干思考 9

1.3 三维空间数据模型 10

1.3.1 空间数据模型 10

1.3.2 三维空间数据模型 10

1.3.3 各种模型优缺点 14

1.3.4 三维空间数据模型研究中的若干问题思考 14

1.4 三维空间数据可视化 15

1.4.1 科学计算可视化 15

1.4.2 空间数据可视化 16

1.4.3 三维空间数据可视化 19

2 基于改进三棱柱的三维地质模型 24

2.1 TIN模型与TEN模型概述 24

2.1.1 TIN模型与其数据结构 24

2.1.2 TEN模型与其数据结构 26

2.2 基于改进三棱柱的数据模型 28

2.3 基本数据结构 29

2.4 拓扑关系描述 33

3 三维地质模型建模算法 40

3.1 典型建模方法概述 40

3.1.1 基于TIN模型的建模方法 40

3.1.2 基于TEN模型的建模方法 42

3.1.3 本书提出的两种建模方法 42

3.2 针对连续体与连续体中止问题的建模方法 43

3.2.1 连续体边界面的三角剖分（TIN） 43

3.2.2 垂直连体 45

3.3 针对连续体、连续体中止及连续体错断问题的建模 47

3.3.1 连续体边界面的三角剖分（TIN） 47

3.3.2 垂直连体 47

3.3.3 关于断层处理的几点说明 49

3.4 拓扑关系的建立 50

3.4.1 点与线、线与三角形的拓扑关系建立 51

3.4.2 三角形与三棱柱的拓扑关系建立 51

4 三维地质模型可视化与应用 53

4.1 模型的可视化形式 53

4.1.1 真三维显示 53

4.1.2 真实感显示 54

4.1.3 动态显示 55

4.1.4 多种模式显示 55

4.1.5 其他可视化形式 56

4.2 模型的几何变换 57

4.2.1 平移 58

4.2.2 旋转 58

4.2.3 放缩 58

4.3 模型切割 59

4.3.1 切割定义 59

4.3.2 切割原理 60

4.3.3 切割算法流程 62

4.3.4 算法描述 63

4.4 模型应用 63

4.4.1 切片 63

4.4.2 虚拟钻探 65

4.4.3 虚拟漫游 68

4.4.4 透明切片与透明钻探 69

4.5 直接三维交互的实现 70

4.5.1 直接三维交互原理 71

4.5.2 几何变换的三维交互 71

4.5.3 切割及应用的三维交互 72

4.6 可视化空间数据挖掘 76

4.6.1 可视化与空间数据挖掘 76

4.6.2 可视化在空间数据挖掘中的应用 79

4.6.3 可视化空间数据挖掘实例 82

5 三维地质模型可视化系统设计与实现 83

5.1 三维地质模型可视化相关软件 83

5.1.1 国内外相关软件 83

5.1.2 存在的问题 84

5.2 系统开发环境 85

5.2.1 Visual C++ 85

5.2.2 三维图形开发库OpenGL 86

5.3 系统总体设计 87

5.3.1 系统总体流程 87

5.3.2 系统框架 88

5.4 数据库结构设计 88

5.4.1 原始数据 88

5.4.2 数据表设计 89

5.5 系统功能模块 91

5.5.1 系统功能模块概述 91

5.5.2 模块设计 92

5.6 系统界面设计 96

5.6.1 界面设计依据 96

5.6.2 主体界面描述 97

5.7 三维地质模型可视化系统应用结果 101

5.7.1 总体模型 101

5.7.2 多种模式的模型展示 101

5.7.3 多种应用的模型展示 102

参考文献 107

下篇 虚拟树木建模篇 115

6 面向空间特征的树木三维建模方法 115

6.1 研究背景和意义 115

6.2 虚拟树木建模研究进展 118

6.2.1 虚拟树木模型 118

6.2.2 虚拟树木建模方法 120

6.3 树木形态结构特征分析 124

6.3.1 树木主要构件及其形态参数 124

6.3.2 形态结构特征分析 126

6.4 面向对象的矢栅混合树木模型 129

6.4.1 模型描述 130

6.4.2 模型数据结构 131

6.4.3 拓扑结构描述 138

6.5 基于规则的三维树木建模方法 139

6.5.1 典型树木建模方法 140

6.5.2 建模规则与策略 142

6.5.3 基于规则的建模算法 145

6.5.4 树木模型校正 150

7 树木群体三维建模及其空间化处理 156

7.1 树木群体空间结构 156

7.2 研究方法 156

7.3 树木群体三维模型 157

7.3.1 模型描述 157

7.3.2 建模方法 158

7.3.3 树木群体拓扑结构描述 161

7.3.4 结果与分析 163

7.4 基于八叉树的树木空间剖分 164

7.4.1 树木空间化处理 164

7.4.2 八叉树基本原理 165

7.4.3 八叉树在树木空间剖分中的应用 166

7.4.4 结果与分析 169

7.5 三维模型空间计算方法 171

7.5.1 模型形态结构参数计算 171

7.5.2 基于三维模型的参数计算 173

8 树木冠层光合有效辐射分布模拟 184

8.1 冠层辐射分布模型研究进展 184

8.1.1 指数递减模型 184

8.1.2 基于三维模型的辐射分布模拟 185

8.2 冠层辐射分布研究方法 186

8.3 太阳辐射空间化模型 187

8.3.1 太阳辐射概述 188

8.3.2 太阳辐射位置参数 190

8.3.3 太阳辐射空间化模型 191

8.4 光线跟踪技术在辐射传输中的应用分析 195

8.4.1 光线跟踪与辐射度的比较 195

8.4.2 光线跟踪基本原理 196

8.4.3 应用分析 197

8.5 基于正向光线跟踪的辐射传输模型 198

8.5.1 模型假设 198

8.5.2 冠层辐射传输过程 198

8.5.3 叶片光学特征 199

8.5.4 模型建立 203

8.6 树木冠层PAR分布模拟结果检验与分析 209

展望 212

1．三维地质模型研究展望 212

2．虚拟树木模型研究展望 213

参考文献 214