一种支持空间拓扑分析的3维数据模型

3维空间数据模型是构建3维空间数据库和3维GIS的基础,有着极为重要的研究意义。为了能更好地表示空间3维对象,提出了一种基于3D-realms的数据模型,它是对基于2D-realms的空间数据模型的3维扩展,并详细给出了该模型的基本定义、语义描述和基于该模型的3维空间对象操作,运用分层的方法可将该模型分为4层3维几何原语层、3D-realms层、3维基本空间构建要素层和3维基本空间对象层(包括点、线、面和体)。其中,由于每个较低层都是构建较高层中元素的基础,因此可为上层提供支持。实验表明,基于3D-realms的3维空间数据模型不仅能保证拓扑关系的正确性,而且能较好地表示3维空间对象,并能有效地支持3维空间拓扑分析操作。

基于庞加莱代数的3D TEN模型及其拓扑关系建立研究

庞加莱代数描述了3D TEN的基本计算原理,是解决TEN建模和建立拓扑关系的重要基础。根据庞加莱代数的连接和计算原理,本文阐述了3D TEN数据模型的建模准则和拓扑关系建立准则,前者包括TEN数据结构与属性的建立,后者包括自拓扑准则、TEN之间的拓扑准则以及TEN拓扑操作准则,其中TEN之间的拓扑关系建立是构建TEN拓扑关系的核心内容,因为它决定3D GIS的性能与可扩展性。最后,本文对TEN与DBMS的结合及其可视化表达进行了展望。

Building 3D Cadastral System Based on 2D Survey Plans with SketchUp

Three-dimensional (3D) land development and utilization has become the trend for urban planning in the current metropolis.This paper presents a method for building a 3D cadastral management system from survey plans with SketchUp.It concentrates on the geometric representation and topological consistent maintenance of 3D cadastral objects.In this system a complete topological model is built to express the body construction and spatial relationships among 3D property units.SketchUp is used to automatically construct 3D models with attributes and thematic information from 2D survey plans.Spatial topologic relationships and operations are analyzed with the programming and development of Ruby language.The resulting system can manage 3D cadastral objects and manipulate them with spatial operations to support spatial analysis.

一种表示流形形体和非流形形体的统一数据结构研究

为弥补3D打印中非流形拓扑数据结构的存储空间大、运算效率低,流行拓扑数据结构形体表示的局限性,研究了一种可表示流形形体(正则形体)和非流形形体(非正则形体)的统一数据结构。分析了半边数据结构、放射边数据结构、混合边数据结构、单元复形和粘合边数据结构等非流形形体的边界表示法,发现现有的数据结构未能综合考虑几何模型、存储数据和效率。提出了一种基于复形的非流形数据结构:利用引用面、边及点结构完整地表示非流形几何模型,实现线框、表面、实体和自由曲面模型的统一;采用面向对象的设计方法,使用类的继承与派生,以减少数据存储量,提高存储和运算效率;扩展欧拉算子可为更高级的欧拉操作和布尔操作提供基础。设计的方法在模型的面、边和点的数据设计中,以指针的形式管理和组织拓扑结构,避免信息的重复存储,既满足了丰富的形体表示需求,扩大了传统3D打印模型的覆盖域,又有效减少了存储空间,提高了运算效率。