基于几何元素的具有影像纹理的三维空间数据模型

基于对城市三维地理信息系统中复杂对象进行描述 ,以及三维空间查询和影像纹理真实化表达的需要 ,将空间现象抽象为点对象、线对象、面对象、体对象、数字地面模型和栅格影像 6类。基于点、直线段和面片 3类几何元素 ,建立了具有真实影像纹理的三维地理信息系统的空间数据模型 ,并给出了其数据存储结构。理论分析表明 ,该模型不仅可以表达规则对象 ,也可以表达非规则对象 ,同时还可以依据模型中隐含定义的几何元素之间的拓扑关系 ,方便地推求空间对象之间的空间关系。相对于矢量栅格集成的数据模型而言 ,该模型把三维几何建模矢量数据和影像纹理栅格数据分开存储 ,可以方便地在关系数据库中予以实现 ,同时 ,采用基于面片几何元素的形式很容易实现空间面对象或体对象的不同侧面的影像纹理贴加。     

基于几何元素的具有影像纹理的：三维空间数据模型

基于对城市三维地理信息系统中复杂对象进行描述，以及三维空间查询和影像纹理真实化表达的需要，将空间现象抽象为点对象、线对象、面对象、体对象、数字地面模型和栅格影像6类。基于点、直线段和面片3类几何元素，建立了具有真实影像纹理的三维地理信息系统的空间数据模型，并给出了其数据存储结构。理论分析表明，该模型不仅可以表达规则对象，也可以表达非规则对象，同时还可以依据模型中隐含定义的几何元素之间的拓扑关系，方便地推求空间对象之间的空间关系。相对于矢量栅格集成的数据模型而言，该模型把三维几何建模矢量数据和影像纹理栅格数据分开存储，可以方便地在关系数据库中予以实现，同时，采用基于面片几何元素的形式很容易实现空间面对象或体对象的不同侧面的影像纹理贴加。     

基于几何元素的城市三维地理信息系统空间数据模型

空间数据模型是建立城市三维地理信息系统的核心问题。基于不同的城市空间对象划分方法 ,提出了城市三维地理信息系统的 18个空间数据模型 :①把空间现象抽象为点对象、线对象、规则面对象、规则体对象、不规则对象和DTM等 6类对象 ,基于 6种几何元素 (点、直线段、多边形、函数构造面、TIN面片、规则体素 )的不同组合 ,提出了城市三维地理信息系统的 9个空间数据模型 ;②把空间现象抽象为 5类对象 ,分别为零维空间对象 (点对象 )、一维空间对象 (线对象 )、二维空间对象 (面对象 )、三维空间对象 (体对象 )和DTM ,基于 6种几何元素的不同组合提出了 8个空间数据模型 ;③把空间现象抽象为零维对象、一维对象、二维对象、三维对象和DTM ,基于点、直线段、TIN面片、多边形、规则面、不规则面等 6类几何元素提出了一个空间数据模型。通过对一个数据模型的实验验证和各模型的理论分析 ,说明了这些模型的特点及可行性。     

基于几何元素的城市三维地理信息系统空间数据模型

空间数据模型是建立城市三维地理信息系统的核心问题。基于不同的城市空间对象划分方法，提出了城市三维地理信息系统的18个空间数据模型：①把空间现象抽象为点对象、线对象、规则面对象、规则体对象、不规则对象和UrM等6类对象，基于6种几何元素(点、直线段、多边形、函数构造面、TIN面片、规则体素)的不同组合，提出了城市三维地理信息系统的9个空间数据模型；②把空间现象抽象为5类对象，分别为零维空间对象(点对象)、一维空间对象(线对象)、二维空间对象(面对象)、三维空间对象(体对象)和DTM，基于6种几何元素的不同组合提出了8个空间数据模型；③把空间现象抽象为零维对象、一维对象、二维对象、三维对象和DTM，基于点、直线段、TIN面片、多边形、规则面、不规则面等6类几何元素提出了一个空间数据模型。通过对一个数据模型的实验验证和各模型的理论分析，说明了这些模型的特点及可行性。     

基于拓扑关系的地图数字合并方法研究

提出了一种基于拓扑关系的地图数字合并方法,并阐述了几何数据与属性数据融合的空间数据融合流程.采用改进的实体匹配算法实现了不同矢量空间数据的地图数字合并,并以实例验证了融合模型和算法的有效性.     

物流配送车问题中电子地图的研究

为有效存储配送车电子地图，以快速获得地图上节点间拓朴关系，分析了地图中道路的拓朴和几何元素，提出了一种适于存储配送车间电子地图的数据库结构，并采用Mapinfo Professional对地图进行矢量化处理，完成地图数据的采集工作．将电子地图用于配送车问题的实验表明，这种地图数据库结构可以快速获得配送中心及送贷点间的拓朴关系，满足配送车问题的要求．     

虚拟现实开发工具中几何对象的表示及存储

提出并设计一种可描述多部件复合物体的3D几何模型及存储结构,供虚拟现实开发工具（SVRT）使用。用具有层次结构和多级坐标系统的边界表示法描述几何对象,用二叉树数据结构进行存储,并用VC＋＋和OpenGL实现。这种几何模型和存储结构能较精确地描述物体的几何形状及表面属性,易于存取和绘制。解决了单部件模型无法实现复杂行为的问题,满足SVRT系统的要求。也可供其他虚拟现实系统使用。     

面向空间数据组织的地理空间剖分框架性质分析

为有效组织与管理海量空间数据,在融合国内外各种球面剖分模型优点基础上,设计了一套集空间数据组织与空间对象表达于一体的多层级地理空间剖分框架——基于地图分幅拓展的全球剖分模型(EMD模型)。在明确EMD模型的构建方法与编码方法基础上,对EMD框架方案进行了数学定义,并具体分析了其几何性质与几何精度,以确定EMD模型的应用领域与应用范围。最后利用GeoID编码完成空间对象表达实验,验证了该地理空间网格框架作为空间对象表达框架的优越性。     

对象化BR-TIN模型三维地理信息组织方法

在分析边界表示法(BR)和不规则三角网(TIN)特征的基础上,采用面向对象方法将BR模型与TIN有机地结合起来,提出一种面向对象的BR-TIN三维数据模型.研究模型的集成过程、对象化过程、信息组织和存储过程,并将其应用到三维建筑实体表达中.实验结果表明:该模型能够实现地理实体的对象化建模和对几何特征、属性等综合信息的一体化组织,有利于实现复杂三维地理实体空间数据的有效组织与管理.     

地图制图与生产新思路

空间数据的地图表达实际上就是恢复地图直接信息的过程,而从地图到空间数据表达易造成地图信息的损失,需要进行地图信息的补充,才能实现地图的完整表达。本文通过分析空间数据与地图表达之间的相对性与差异性,以集成地理信息系统数据的地图制图技术为研究对象,提出了地图制图与空间数据生产的新思维,即通用软件系统的开发研究,实现地图制图与空间数据生产有机融合。     

An Index mechanism for multi-scale view in spatial databases

There are numerous geometric objects stored in the spatial databases. An importance function in a spatial database is that users can browse the geometric objects as a map efficiently. Thus the spatial database should display the geometric objects users concern about swiftly onto the display window. This process includes two operations: retrieve data from database and then draw them onto screen. Accordingly, to improve the efficiency, we should try to reduce time of both retrieving object and displaying them. The former can be achieved with the aid of spatial index such as R-tree, the latter require to simplify the objects. Simplification means that objects are shown with sufficient but not with unnecessary detail which depend on the scale of browse. So the major problem is how to retrieve data at different detail level efficiently. This paper introduces the implementation of a multi-scale index in the spatial database SISP (Spatial Information Shared Platform) which is generalized from R-tree. The difference between the generalization and the R-tree lies on two facets: One is that every node and geometric object in the generalization is assigned with a importance value which denote the importance of them, and every vertex in the objects are assigned with a importance value, too. The importance value can be use to decide which data should be retrieve from disk in a query. The other difference is that geometric objects in the generalization are divided into one or more sub-blocks, and vertexes are total ordered by their importance value. With the help of the generalized R-tree, one can easily retrieve data at different detail levels. Some experiments are performed on real-life data to evaluate the performance of solutions that separately use normal spatial index and multi-scale spatial index. The results show that the solution using multi-scale index in SISP is satisfying.     

基于GML的地理空间数据模型

地理空间数据模型的建立是GIS(地理信息系统 )应用中的一项关键技术 ,面向对象数据模型弥补了基于栅格的数据模型和基于矢量的数据模型的不足 ,针对面向对象数据模型的特点 ,提出了一种基于地理信息系统编码标准的几何模式、属性模式和链接模式的描述方法 ,该方法可以更加简洁、准确地表示面向对象的地理数据模型 ,克服以往数据模型描述复杂、繁琐的缺点 ,同时突出了分布式和易于拓扑分析的优点 ,有利于WebGIS技术的实现     

An Index mechanism for multi-scale view in spatial databases

There are numerous geometric objects stored in the spatial databases. An importance function in a spatial database is that users can browse the geometric objects as a map efficiently. Thus the spatial database should display the geometric objects users concern about swiftly onto the display window. This process includes two operations:retrieve data from database and then draw them onto screen. Accordingly, to improve the efficiency, we should try to reduce time of both retrieving object and displaying them. The former can be achieved with the aid of spatial index such as R-tree, the latter require to simplify the objects. Simplification means that objects are shown with sufficient but not with unnecessary detail which depend on the scale of browse. So the major problem is how to retrieve data at different detail level efficiently. This paper introduces the implementation of a multi-scale index in the spatial database SISP (Spatial Information Shared Platform) which is generalized from R-tree. The difference between the generalization and the R-tree lies on two facets: One is that every node and geometric object in the generalization is assigned with a importance value which denote the importance of them, and every vertex in the objects are assigned with a importance value,too. The importance value can be use to decide which data should be retrieve from disk in a query. The other difference is that geometric objects in the generalization are divided into one or more sub-blocks, and vertexes are total ordered by their importance value. With the help of the generalized R-tree, one can easily retrieve data at different detail levels.Some experiments are performed on real-life data to evaluate the performance of solutions that separately use normal spatial index and multi-scale spatial index. The results show that the solution using multi-scale index in SISP is satisfying.     

CAD技术在有限元分析前处理中的应用

本文研究了三维实体在ＣＡＤ技术下的网格划分。针对相贯线这一难点进行了探索，并从中总结出了一套合理的解决办法，为解决工程结构中的圆角过渡等应力变化敏感部位的三维网格生成，提供了准确快捷的方法。     

基于凸面几何学的凸体Yee元胞建模

为了解决利用时域有限差分(finite difference timedomain,FDTD)方法实现凸体的电磁散射特性数值计算中,普遍遇到的Yee元胞建模问题,该文提出了关于凸体的一种新的Yee元胞建模方法。其主要思路是利用凸面几何学的理论判断空间任意一点和凸体每一个体元之间的位置关系,进而可以判断此点与整个凸体的位置关系,由此建立了凸体的Yee元胞建模方法。此种方法称为凸体的凸面几何学Yee元胞建模(convex geometry Yee cells model building of convexobject,CGYCMBCO)方法。CGYCMBCO方法给出了4个凸体的Yee元胞建模的实验结果,实验结果表明CGYCMBCO方法适用于任意凸体,能给出任意凸体的Yee元胞。     

基于凸面几何学的凸体Yee元胞建模

为了解决利用时域有限差分(finite difference timedomain,FDTD)方法实现凸体的电磁散射特性数值计算中,普遍遇到的Yee元胞建模问题,该文提出了关于凸体的一种新的Yee元胞建模方法。其主要思路是利用凸面几何学的理论判断空间任意一点和凸体每一个体元之间的位置关系,进而可以判断此点与整个凸体的位置关系,由此建立了凸体的Yee元胞建模方法,此种方法称为凸体的凸面几何学Yee元胞建模(convex geometry Yee cells model building of convexobject,CGYCMBCO)方法。CGYCMBCO方法给出了4个凸体的Yee元胞建模的实验结果,实验结果表明CGYCMBCO方法适用于任意凸体,能给出任意凸体的Yee元胞。     

UML-G:针对地理信息应用的面向对象建模语言

在分析其他学者的针对GIS的建立的OO(Object-oriented)模型基础上,基于目前已经成为建模技术标准的UML,并利用其扩展机制,包括构造型、标记值和约束,对UML进行扩展,定义了针对地理信息应用的面向对象建模语言UML-G,描述了UML-G的元模型,并采用UML-G对空间对象和空间关系的模型表达进行了研究,包括简单空间对象、覆盖对象、复合空间对象、时态空间对象以及空间关系的表现.通过分析以及相关实例的表述,表明UML-G可以很好地在GIS开发过程中使用,从而使得模型更加简洁并具有更好的表现能力.最后指出了进一步的研究方面.     

城市交通网络面向对象的时空数据模型

引入面向对象时空数据模型 ,把各种实体作为对象 ,把道路作为面状要素描述。作为面状要素的道路对象直接继承原有道路的非空间特征 ,通过道路中心线对象和交点对象来继承原有线状要素的道路特征 ,包括网络关系 ,叠加关系等 ,通过车道段对象来增加作为面状要素的道路特征。