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正文摘录:

何婧：地学三维建堡夔莶D。1。。。。y)算法为基础，采用四叉树结构来管理数据，获得较高的算法执行效率。算法的执行过程可以分为3个步骤：数据预处理、地表三角网生成、特征线和特征面的嵌入。(1)数据预处理【)EM数据是由一些列离散点组成，用函数的形式描述为：麓一-，’(z，，y。)，其中i一】.2，3，…，州。DEM数据的原始采样点往往不能采集到足够的数据点来满足显示的需求，因此需要对【)EM数据内插值以生成更多的点。常用的插值方法有：反距离插值、线性插值、趋势面插值、样条插值、可里金(Kriging)插值等。插值完成后将地形中原始特征点按四叉树结构组织起来，并设定每个四叉树叶节点的最大点数不超过16个。将地形特征线以边结构表示，并将地形特征面转化为边的拓扑结构，嵌入到四叉树结构中，形成地表数据的四叉树结构表达。(2)地表三角网生成地表三角网生成过程可以分为4个步骤，首先为地表数据结构的四叉树叶节点中的点生成凸壳(shell)；然后将凸壳按I)elatma3r法则连接成三角网；再将节点中非凸壳点插入到以凸壳为边界的三角网中，完成四叉树叶节点的三角化；最后按照广度优先的顺序合并不同四叉树节点间的凸壳，直接形成符合I)elaunay法则的地表三角网结构。(3)特征线和特征面的嵌入在完成地表三角网生成后，接下来就要把地表特征线(如地形线、断裂线等)和地表特征面(如外边界多边形，内部剪切多边形等)嵌入到地表模型中。由于特征面也被转化为边的拓扑结构，所以特征面首先也是作为特征线的一种插入到地表三角网中，然后再做专门的特征多边形处理。3建筑物建模3.1建筑物模型的获取建筑物数据包括平面位置信息、高度信息、色彩纹理和几何外形。建筑物的平面位置信息可以从原有的二维GIS数据库中获取，而建筑物的高度信息的获取比较复杂。建筑物的实体数据可以使用以下方法获取：(1)从原有的建筑物设计图纸及文档资料获取建筑物的详细数据。(2)原有的二维GIs数据库中所包含的三维建模所需要的几何信息(如：建筑物位置、轮廓、高度、层数等)。(3)使用航空影像获取建筑物的外形。(4)使用激光扫描仪与G.PS，通过测距求算获得。(5)通过激光测距仪，获取建筑物的高度信息。3。2建筑物建模方法建筑物的三维几何形状由2部分组成：主体部分和屋顶部分。34对于建筑物的主体轮廓形状各异，但是总体可以区分为凸多边形和凹多边形。()pen()I。只能够处理凸多边形，并不能够处理凹多边形。因此对于建筑物的轮廓采用分段处理，在墙面的交界处增加结点(如图1所示)，使整个建筑物的绘制转化为分别绘制建筑物的每个墙面。对图1所示的建筑物的绘制，首先在建筑物墙面交界处按逆时针增加结点，将整个建筑物分成的轮廓分为AB，BC，cD，DE，EF，FA六条线段，只需按6条线段的拓扑关系绘制出6个墙面，这样就构建成了建筑物的主体部分。图1建筑物结点图对于建筑物的屋顶，虽然形状多样，但是总体可以归纳为4大类：平坦式、发散式、尖形和人字形(如图2所示)。图2屋顶类型对建筑物设置屋顶列表，系统根据列表中对应的建筑物屋顶类型，将建筑物和屋顶组合到一起，最终形成完整的建筑物几何体。对于不规则复杂建筑物模型(如雕塑、电话亭等)来说，这种方法不再适合。可以采用专业建模软件(如3DMAX，AutocAD等)手工制作，来建立这些建筑物的三维模型。4道路建模道路数据的获取方法可以采用建筑物数据的获取方法，不过道路不需要获取高度信息，而是要获取宽度信息。道路的类型多样，有市内公路、高速公路、铁路、乡间土路，不同类型的道路有不同的结构，如市内公路一般包括道路边界线、人行道边界、道路中心心线、斑马线等。在二维图形中道路属于线状数据，由一些列连续的点组成，在三维场景中要将其转换为面状数据。实现方法为：以线上的点为中心，以一定的宽度为半径，在点的两侧插入新的数据点，组成新的数据点集，其点集为道路的面状点集，在产生新数据点的同时，采用逐点插入法构建I)elaunay三角网，生成道路面。这样就将道路的线状数据装换成为面状数据(如图3所示)。5树木建模树木属于不规则实体，对树木模拟不可能使用数学方程式来描述，许多学者对树木的模拟进行了研究，产生了