数字地球与三维

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1、数字地球与三维空间数据模型研究：彭仪普刘文熙数字地球与三维空间数据模型研究彭仪普刘文熙(1．中南大学铁道校区土木建筑学院；2．西南交通大学)摘要基于“数字地球”的概念，在全球信息数字化、集成化和网络化的过程中，三维监间数据模型的研究有着重要意义。总结归纳了现阶段三维空间数据模型的形式，分析了各自的特点．．，并针对现阶段的实际提出了可行的解决方案。关键词数字地球三维空间数据模型面向对象集成地理信息系统DigitalEarthAndtheStudyOf3D-SpatialDataModelPengYipuLiuWenx

2、i(1．CentalSouthUniversity；2．SouthwestjiaotongUniversity)AbstractOnthebasicconceptionofthe“ditalearth”，thestudyof3D—spatialdatamodelpl毋))ysanim—portantroleinpromotingglobalinformationdigitization，integrationandnetwork．Thepapergeneralizesan：cWsumma—rizescurrentr

3、esearchof3D—spatialdatamodel，analyseseachofitscharacteristicsandpresentsafeasih~lllewayincurrentpracticalapplication．KeywordsDigitalearth；3D—spatialdatamodel；Orientedobject；Integration；GIS1数字地球2三维空间数据模型数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模三维空间数据模型是关于三维空间数据组织的概存贮技术为基础，以宽带网络为纽带

4、，运用海量地球信念，反映现实世界中空间实体(spatialenliiity)及其相互息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类描述之间的联系，为三维空间数据组织(descl~illptionofspatial的三维模型，并利用它为工具来支持、改善人类活动和dataorganization)和空间数据库模式(~llpatialdatabase生活质量lj。schemas)设计提供基本的概念和方法。：竺实践表明，对在实现“数字地球”这一历史使命的过程中，需要三维空间数据模型认识和理解的正确与在很大程度现代空间信息科学

5、技术的支撑。而三维空间数据模型上决定着三维空间数据管理系统研制或应用空间数据是数字地球基础研究方面的核心问题，关系到如何全库设计的成败。作者根据众多学者设计稀和探索的三维面详尽地描述与表达人类居住的三维星球、区域、国空间数据模型对现实世界抽象和提取方．．式的不同，总家，以便于人类更深入、更系统、更全面地了解，更科学结归纳为以下4类：即基于体元(Voxel—vo))lumeelement)有效地保护我们的生存环境，故对其深入研究将有重的数据模型；基于矢量(vector)或边界面{(boundarysur—要意义。fa

6、ce)的数据模型；混合(hybrid)或集成(irltttegration)数据模型和基于点集拓扑学的单纯形(simp]((ex)数据模型(如图1)。收稿13期：2002—10—082．1基于体元的数据模型第一作者简介：彭仪普(197o__)，湖南长沙人，中南大学土木建筑学院测量体元(Voxe1)模型是用体信息来描述；对象的内部。教研室讲师，博士研究生。1995年西南交通大学工程测量专业硕士毕生，应用这些表示，物体的体信息可以被表示：：、分析和可视从事工程测量和地理信息系统的教学和研究。化。2铁路航测2002年第4

7、期八叉树(3DRD)(3Dvoronoidiagram)一一一一一一一～一一一一一栅格和矢量集成模型integrationmodelofrasterandvector)栅格和矢量一体化模型(unificationmodelofrasterandvector)据模型(simplexdatamodelonpoint—settopology)图1三维空间数据模型分类三维栅格结构是将地理实体划分成三维空间阵的扩展，它是用层次式的3D空间子区域来代替大小列，由阵列体元的三维行、列、深度号来表示地理实体相等、规则排列的3D栅格

8、。八叉树的编码方法有普的空间位置，并建立与属性的实时关联。通八叉树、线性八叉树、三维行程编码八叉树等，线性指针结构是在三维栅格结构的基础上采用数据压和三维行程编码八叉树由于数据压缩量大，操作灵活，缩技术而发展起来的，它将相同(、l，)上的所有z方在三维数据结构中用得较多，用它表示实体的存储空向值采用行程编码技术进行数据压缩，这种结构常用问一般仅为普通三维栅格