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